ID控制的Simulink仿真ppt课件

1、l5.1 PID控制概述l5.2 PID控制算法l5.3 PID控制器参数整定l5.4 本章小结l习题与思索l本章描画PID控制的根本概念，引见PID控制算法以及PID参数整定等根底知识，并经过大量的仿真实例讲述PID参数整定。l经过本章，读者对PID控制的原理、算法能有较为全面的认识，并熟练经过仿真进展PID参数整定。 在线性延续系统中，控制规律通常由以下三种情况组成：1比例控制：控制造用u与偏向e成比例关系；2积分控制：控制造用u为偏向e对时间的积分 成比例关系；3微分控制：控制造用u为偏向e对时间的导数 成比例关系；因此，控制造用u常用的表示方式为：式中的Kc是控制器的比例增益，Ti和T

2、d都具有时间量纲，分别称为积分时间和微分时间。0dte tdedt PID控制器具有以下优点：1原理简单，运用方便。2顺应性强。3鲁棒性强，即其控制质量对被控制对象特性的变化不太敏感。5.2.1 比例P控制纯比例控制的作用和比例调理对系统性能的影响 PI控制的主要特点为：1PI控制器在与被控对象串联衔接时，相当于在系统中添加了一个位于原点的开环极点，同时也添加了一个位于s左半平面的开环零点。2位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误差，改善系统的稳态性能。3添加的负实部零点那么可减小系统的阻尼程度，缓和PI控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影响。4在实践工程中，PI控

3、制器通常用来改善系统的稳态性能。PD控制造用举例PID控制的主要特点为：1当阶跃输入作用时，P作用是一直起作用的根本分量；I作用一开场不显著，随着时间逐渐加强；D作用与I作用相反，在前期作用强些，随着时间逐渐减弱。2PI控制器与被控对象串联衔接时，可以使系统的型别提高一级，而且还提供了两个负实部的零点。3与PI控制器相比，PID控制器除了同样具有提高系统稳态性能的优点外，还多提供了一个负实部零点，因此在提高系统动态性能方面具有更大的优越性。4PID控制经过积分作用消除误差，而微分控制可减少超越量，加快反响，是综合了PI控制与PD控制优点并去除其短处的控制。5从频域角度来看，PID控制是经过积分

4、作用于系统的低频段，以提高系统的稳态性能，而微分作用于系统的中频段，以改善系统的动态性能。 PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：1实际计算整定法主要根据系统的数学模型，经过实际计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接运用，还必需经过工程实践进展调整和修正。2工程整定方法主要有Ziegler-Nichols整定法、临界比例度法、衰减曲线法。这三种方法各有特点，其共同点都是经过实验，然后按照工程阅历公式对控制器参数进展整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需求在实践运转中进展最后调整与完善。工程整定法的根本特点是：不需求事先知道过程的数学模型，直接在过程控制

5、系统中进展现场整定；方法简单，计算简便，易于掌握。 Ziegler-Nichols法根据给定对象的瞬态呼应特性来确定PID控制器的参数。Ziegler-Nichols法首先经过实验，获取控制对象单位阶跃呼应 ： l按“先P后I最后D的操作程序，将求得的整定参数设置在调理器上，再察看运转曲线，假设不太理想，还可作适当调整。l衰减曲线法的本卷须知：l1对于反响较快的控制系统，要认定41衰减曲线和读出Ts比较困难，此时，可以为记录指针来回摆动两次就到达稳定是41衰减过程。l2在消费过程中，负荷变化会影响过程特性。当负荷变化较大时，必需重新整定调理器参数值。l3假设以为41衰减太慢，可采用101衰减过程。对于101衰减曲线法整定调理器参数的步骤与上述完全一样，仅仅所用计算公式有些不同。 总结出几条根本的PID参数整定规律：1增大比例系数普通将加快系统的呼应，在有静差的情况下有利于减小静差，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。2增大积分时间有利于减小超调，减小振荡，使系统的稳定性添加，但是系统静差消除时间变长。3增大微分时间有利于加快系统的呼应速度，使系统超调量减小，稳定性添加，但系统对扰动的抑制才干减弱。lPID控制是最经典、