大二上自控原理数字控制.pdfVIP

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实验六数字PID控制

一、实验目的

1.研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响。

2.研究采样周期T对系统特性的影响。

3.研究I型系统及系统的稳定误差。

二、实验仪器

1.EL-AT-III型自动控制系统实验箱一台

2.计算机一台

三、实验原理

1)比例-积分(PI)控制规律

具有比例-积分控制规律的控制器,称为PI控制器。其输出信号mt()同时成比例地反

Kt

应输入信号et()及其积分,即mt()=Ket()+petdt()其中K为可调比例系数,T为i

pp

T0

i

可调积分时间常数。

在串联校正时,PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点,同时也增

加了一个位于s左半平面的开环零点。位于原点的开环极点可以提高系统的型别,以消除或

减小系统的稳态误差,改善系统的稳定性能;而增加的负实零点则是用来提高系统的阻尼程

度,缓和PI控制器极点对系统稳定性产生的不利影响。只要积分时间常数T足够大,PI控i

制器对系统稳定性的不利影响可大为减弱。在控制工程实践中,PI控制器主要用来改善控

制系统的稳定性能。

2)比例-积分-微分(PID)控制规律

具有比例-积分-微分控制规律的控制器,称为PID控制器。这种组合具有三种基本控制规律

Ktdet()

()()p()

各自的特点,其方程为mt=Ket+etdt+Kτ相应的传递函数是

pp

T0dt

i

K2

1Tτs+Ts+1

G(s)=K(1++τs)=p⋅ii

cP

TsTs

ii

Kp(τs+1)(τs+1)

若4τ1,那么G(s)=⋅12(A)式中

Tc

iTs

i

14τ14τ

τ1=Ti(1+1−)

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