PID引數與系統動靜態效能的關係

2022-10-05 21:54:06 字數 658 閱讀 2292

在p、i、d這三種控制作用中,比例部分與誤差訊號在時間上是一致的,只要誤差一出現,比例部分就能及時地產生與誤差成正比的調節作用,具有調節及時的特點。比例係數kc越大,比例調節作用越強,系統的穩態精度越高。但是對於大多數系統,kc過大會使系統的輸出量振盪加劇,穩定性降低。

控制器中的積分作用與當前誤差的大小和誤差的歷史情況都有關係,只要誤差不為零,控制器的輸出就會因積分作用而不斷變化,一直要到誤差消失,系統處於穩定狀態時,積分部分才不再變化,因此積分部分可以消除穩態誤差,提高控制精度。但是積分作用的動作緩慢,可能給系統的動態穩定性帶來不良影響,因此很少單獨使用。

積分時間常數ti增大時,積分作用減弱,系統的動態效能(穩定性)可能有所改善,但是消除穩態誤差的速度減慢。

誤差變化的速度(即誤差微分)反映了被控量變化的趨勢,微分部分根據它提前給出較大的調節作用。它較比例調節更為及時,所以微分部分具有超前和**的特點。微分時間常數td增大時,可能會使超調量減少,動態效能得到改善,但是抑制高頻干擾的能力下降。

如果td過大,系統輸出量可能出現頻率較高的振盪。如果td過大,系統輸出量在接近穩態值時可能上公升緩慢。

選取取樣週期ts時,應使它遠遠小於系統階躍響應的純滯後時間或上公升時間。為使取樣值能及時反映模擬量的變化,ts越小越好。但是ts太小會增加cpu的運算工作量,相鄰兩次取樣的差值幾乎沒有什麼變化,所以也不宜將ts取得過小。

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