关于例4-2中根轨迹与PID参数再次讨论.doc

关于例4-2中根轨迹与PID参数的再次讨论 对PID参数再次调节，并且分别绘制了不同情况下的根轨迹，经过与郝翔所求根轨迹的对比，得出结论：我们的根轨迹形式不同的原因是参数设定不同造成的。 （一）分析过程 内环的结构框图如下： 反馈环节采用PID控制，内环的开环传函为： 可见当，，分别取不同的值时，会影响开环零、极点的个数、分部，我们由此画出的系统根轨迹（闭环极点）的位置，趋势，形状也会有所不同。，，的设定，实质上影响的是闭环系统的性能。下面对，，取不同值时的情况进行分析。 (1)当，，都不为零时（即PID控制） =1，=0.3s，=0.2s,根轨迹为 零点分别是（没有和零极点重合） 极点分别为 =1，=0.5s，=0.1s,根轨迹为 零点分别是（没有和零极点重合） 极点分别为 =1，=1.8s，=0.1s,根轨迹为 零点分别是 极点分别为 下图为郝翔的根轨迹 (2)当，不为零，=0时（即PI控制） =0.3，=0.5 =0.5，=3 =0.3，=3 下图为郝翔的PI根轨迹 (3)当，不为零，=0时（即PD控制） =1，=0.1 （二）自己的思考 在PID 控制中： 比例（P）控制的输出与输入误差信号成比例关系。比例环节值越大，输出误差越小，但比例过大会引起震荡。比例控制不能消除稳态误差。 积分（I）控制的特点：只要还有余差（即残余的控制偏差）存在，积分控制就增加控制作用，直到余差消失。它的作用取决于历史积累量，因此积分控制的效果比较缓慢。 微分（D）控制主要取决于控制量的变化率，而不看控制量的具体数值，通过它能判断控制量的发展趋势，有预测的性质。 对于我们的系统，采用PD和PID都能找到合适的参数使系统稳定，但是当控制器中含积分环节时，必然引入一个零极点，使得系统不稳定的可能性大大增加。从控制器参数整定的难易看，显然只有两个参数的PD为首选。从生活的经验考虑，在倒立摆的控制中，快速性相对比较重要。通过微分环节的预测能力，能使控制器及早的做出判断，快速的调整输出量，使摆杆保持平衡，因此选择PD控制器。