第七章 单回路控制系统的整定3.pptVIP

* * 开环系统整定计算的注意点： 在应用上面所示表的整定计算公式时应注意以下几点： （1）表7-4和表7-5适用于系统的开环阶跃响应具有明显的多容对象特点，即它的传递函数为 ，或有明显的纯迟延，即它的传递函数可近似表示 的情况。 （2）表7-4和表7-5的整定计算公式是以衰 * * 开环系统整定计算的注意点： 减率 作为整定指标的，如果要求系统瞬态响应的衰减率不是 而是其他数值，必须对表中计算公式作适当修正。 （3）在表7-4和表7-5中没有列入 PD的整定计算公式，因为对于多容控制对象应用PD情况是很少见的。如有必要，在P整定计算的基础上适当选择PD的参数值。 * * 用表7-5中 近似公式计算： 整定计算实例: 例7-12．在单回路控制系统中，已知控制对象的传递函数为： 用近似计算公式计算出调节器的整定参数，调节器分别用 、 、 、 ，整定指标 。 解： * * 整定计算实例 （1）调节器为比例作用： （2）调节器为比例-积分作用： * * 整定计算实例 （3）调节器为比例-微分作用： 在（1）中已计算得出： 调节器的整定参数为: * * 整定计算实例: （4）调节器为比例-积分-微分作用： * * 整定计算实例结果分析： 把以上计算结果与[例7-1]至[例7-4]中的计算结果进行比较，可以看出除PD调节器的计算结果差别稍大外，其余各种调节器的计算结果都是相当接近的。 比例-微分调节器的近似整定计算公式(7-58)式兼顾了有自平衡和无自平衡两类不同的控制对象，因此近似计算结果差别就比较大，但即使如此，近似计算的结果也能保证系统具有适当的稳定性裕量。 * * 试验整定步骤如下： 1．调节器只用比例作用 ，将控制系统投入运行, 设置比例带于较大数值。 2．逐渐改变调节器的比例带值，由大到小，直到控制系统开始产生不衰减的振荡为止。这时系统处在边界稳定状态。 二、边界稳定试验法(临界比例带法) 根据系统边界稳定条件的试验整定方法. 这是一种不需测定控制对象（或系统开环时）的动态特性，用闭环试验整定控制系统的方法。 * * 3．调节器的整定参数可按下式计算： （1）比例调节器： （2）比例-积分调节器： （3）比例-积分-微分调节器 临界比例带法 记下在此边界稳定状态时的调节器比例带值 和振荡周期 。 * * 临界比例带法总结 以上介绍的先用试验方法获得只用比例作用调节器时系统边界稳定时的参数值，然后据此设置调节器的整定参数，以保证系统具有适当的稳定性裕量。该方法简单明了，在整定单回路控制系统时很有实用意义。 但是，由于各种控制对象的动态特性有较大差异，根据(7-59)至(7-61)式算出的调节器整定参数对于不同控制对象组成的控制系统，其瞬态响应的特点是不同的。 所以按临界比例带法求出调节器的整定参数值后，应再观察控制系统的响应过程，并根据需要对调节器参数值作必要的修正。 * * 临界比例带法实例1 例7-13．在单回路控制系统中，已知控制对象的传递函数为： 用临界比例带法的概念计算调节器的整定参数，设调节器分别采用 。 解：设调节器只有比例作用： 系统的特征方程式： 系统边界稳定时，特征方程根在虚轴上。 * * 临界比例带法实例1 代入 解得： * * 临界比例带法实例1 和 就是调节器只用比例作用而使系统处于边界稳定时，瞬态响应的振荡周期和比例带值。 （1）调节器为P： 调节器整定参数： （2）调节器为PI作用： 调节器整定参数： * * 临界比例带法实例1 （3）调节器为比例-积分-微分作用时： 调节器整定参数： 这个例子也可用其它方法进行计算，如用7-3节介绍的方法可以得出上列结果相当于系统主要振荡成份的衰减率 。 * * 临界比例带法实例2 例7-14．在[例7-13]中控制对象的传递函数改为： 用临界比例带法的概念求出各种调节器的整定参数值。 解：系统用比例调节器[ ]时的特征方程式为： 边界稳定时， * * 临界比例带法实例2 由此得出： （1）调节器为比例作用时，调节器整定参数：