控制系统设计 第六章 调节系统设计.pptVIP

* 第六章 调节系统设计 从30年代起就有PID，这后来有机械式的，气动的，电气的，电子PID调节器，70年代曾否认PID，但PID都站住脚了。一个较为笼统的说法，PID反映的世间规律 比例规律P: 2. 微分控制规律D: ，但一般不能用纯微分， 与误差的斜率成比例，即对误差趋势进行反馈 有预报作用 测速机是转子与定子间的相对速率，陀螺是惯性空间 ，实现有以下几种方案： 如果是输出的变化率检测测速机，速率陀螺 用超前网络提供微分噪声大，大偏差时提供阻尼（第二个回路）减少冲击，第二种情况对于设定值的变化不太受影响，所以，D主要起阻尼作用，注意主要提供阻尼，原因可由下面看出： 就是阻尼，高阶时加得不好就不起作用，微分主要是对二阶系统有效，即是对二阶系统有效，即对运动对象的控制，因为运动体一般都是二阶的，如自动驾驶仪，火炮稳定系统、机械手臂。 积分动作比较慢，一般来说同比例相配合（慢是由于有个时间上的累积过程，即使输入大也只能随时间增长） 3. 积分控制律I: PI，即 PI规律分为两段，即积分与比例 积分规律消除误差 4. PID，有比例、阻尼、消净差 对于PID控制器，买来不一定全用 （1）P、I、D统称PID，并非三项都有 （2）设计时三项都有了，只是调参数，整定Turing包括manual turing和auto turing， manual turing，设计计算并实现； auto turing，（有时叫自适应控制）是适应自动，是自适应的一种，设计计算是最根本的，自动只是将其变为秩序计算。 PID系统的设计： 例1：船舶的自动驾驶仪设计 解：船舶自动驾驶仪有两个方式：保持航向和变向航向，前者是调节，后者是跟踪。驾驶员只干预给定信号，即改变航向 设 即 船的运动要考虑海浪的实际情况，海浪频谱分析分布于0.05～0.2Hz之间 从抑制能力上， 大好，但由于海浪是周期性反复运动的，舵摆 增加船的阻力，自动驾驶仪设计上还有个燃料消耗 系统带宽为0.01Hz，阻尼要求不要有峰值 由于有平均值长期作用，则 例2：火炮稳定器，火炮运行中射击，要求锁定目标，对控制系统来讲要求火 炮指向稳定，实际指仰角稳定，对于这类稳定问题需要陀螺做传感器， ，过去一般用液压系统，现在用电机。 若 ，则 不希望有谐振峰，固定有大输出 一般要求隔离度 ----本体振动 本例中 的幅度产生 过程控制系统设计：一般对化工、电力、造纸 1.调节对象特性： 主要是滞后特性，用容积特性刻画，一般简称为容性负载 容积系数：被调量改变一个单位所需物料变化 所以，这是以物料控制为模型的 容积系数C即为水槽 单容积对象 一般过程控制系统都具有容积特性，从更广泛的意义上是惯 性，对于像水管加热之类的还有滞后。 *