系统的稳态误差pid控制参数.pptVIP

4、自动控制系统的基本类型 5、自动控制系统的基本特性 2.2 开环控制与闭环控制 1、开环控制与开环控制系统 2.3 常用控制方式和策略 常用控制策略 （2）控制器应用电路 2)积分（I）控制器 积分控制器的输出特性有三个特点： 3)比例积分（PI）控制器 4) PD控制器 5) PID控制器 2、串级控制 3、变结构控制 ↑KP：↑系统的开环增益K,↑系统的响应,↓系统的稳态误差； 但KP过大，超调较大，并产生振荡，↓系统稳定性。 ↑Ti：↓超调，↓振荡，系统动态过程的平稳性得到改善； 但是快速性变差，并将减慢系统静差的消除。 ↑Td：↓超调，↑系统的动态响应，↑系统的快速性、稳定性； 但↓系统抑制扰动的能力，↑系统的稳态误差。 PID控制参数： KP —— 比例环节的比例增益； Ti —— 积分环节的时间常数； Td —— 微分环节的时间常数。 第二章 控制技术基础 先比例、后积分、再微分。 首先加入比例部分，将KP由小变大，并观察相应的系统响应，直至性能指标满足要求为止。 若静差不能满足要求，需要加入积分环节，首先取较大的Ti值，略降低KP（如为原来值的0.8倍）。然后反复调整Ti 若经反复调整，系统动态过程仍不满意，可加入微分环节。首先置Td为零，逐步增大Td，同时反复改变KP和Ti，三个参数反复调整，最后得到一组合适的参数。 PID的参数并不是唯一的，因为比例、积分、微分三个环节的控制作用，相互可以调节，相互可以补偿，因此不同的PID控制参数组合可以获得相同的动态响应特性。 PID参数的整定： 第二章 控制技术基础 1）比例（P）调节器 比例控制器的输出与输入成比例的变化而与时间无关； 比例控制反应迅速，调节及时； 它的输出完全由输入的当前值所决定。 第二章 控制技术基础 TI＝R0C1为积分时间常数。 系统的阶跃响应: 一条随时间线性增长的斜线。即uc＝t／TI·ur。 积分控制器的输出量： 不可能无限制地增长，它要受到电源电压，或输出限幅电路的限制。 第二章 控制技术基础 ①只要ur≠0，uc总要逐渐增长（除非达到饱和值）； ②只有ur＝0时，uc才不增长，并保持为某一固定值； ③只要输出达到饱和值，那么必须等输人信号ur变极性后，输出uc才能减小，控制器才能退饱和。 积分器具有延缓作用、积累作用和记忆作用，积分器的输出并不取决于输入量的现状，它取决于输入量的全部历史状态。 第二章 控制技术基础 其中TI＝R0Cl ，PI控制器积分时间常数； KP＝-R1/R0 ，PI控制器比例放大系数。 系统的阶跃响应曲线：uc＝（KP－t/TI）ur。 比例积分控制器的输出：由比例和积分两部分组成。 PI控制器：比例部分能迅速响应控制作用 积分部分则可以最终消除稳态误差 PI调节器的积分临界频率： fI =1/(2πCI R1 ) PI调节器在频率较低时主要起积分器的作用，而在高频时主要起线性比例放大器的作用。 第二章 控制技术基础 其中，KP＝-(R1+ R2)/R0，比例系数 TD＝(R1 R2) Cl /(R1+ R2)，微分时间常数 突加一个阶跃信号的瞬间，反馈电压被Cl旁路，反馈到输入端的电压很小，故输出电压突然增至很大。 随着Cl充电，输出电压逐渐降低，Cl充电结束后， Cl相当于开路，控制器相当于P控制器，输出电压与输入电压成比例变化。 PD控制器具有超前控制的作用，当控制信号有变化趋势时，PD控制器立即输出一个幅值很大的控制信号，加快响应过程或补偿系统的惯性。 第二章 控制技术基础 其中，KP＝-R1/R0，PID控制器比例系数； TI＝R1Cl ，PID控制器积分时间常数； TD＝R2 C2，PID控制器微分时间常数。 C2Cl，R1R2。 三种控制作用的组合作用具有三个独立控制作用各自的优点 第二章 控制技术基础 多回路闭环控制策略。 一般由多个传感器、多个调节器，或者由多个传感器、一个调节器、一个补偿器等组成多个回路的控制系统。 第二章 控制技术基础 School of Material Science Engineering 材料加工自动化 主讲教师: 胡绳荪 教授 huss@tju.edu.cn----焊接自动化技术 2011.4. 第二章 控制技术基础 材料加工自动化 2.1 自动控制基本概念；方块图；自动控制及自动控制系统；系统分类；自动控制系统的基本特性 2.2 开环与闭环控制 2.3 常用的控制方式和策略 重点、难点：