5.1 PID控制原理
常規(guī)連續(xù)系統(tǒng)中,PID控制器對輸入的誤差信號進(jìn)行比例、積分和微分運(yùn)算,從而 給出控制信號。PID控制是一種簡單有效的控制算法,魯棒性(穩(wěn)定性)強(qiáng),對動態(tài)過 程無需知道太多便可以達(dá)到比較滿意的控制效果,正好適合爬行的ADAMS仿真模型。 圖5.2中整個框內(nèi)是個為PID控制器,,PID控制器的輸出值_取決于系統(tǒng)給定值咐 和系統(tǒng)輸出值的偏差eW、偏差的積分、偏差的微分的線性加權(quán)組合。
5.2 PI D控制器參數(shù)對控制性能的影響
5.2.1 比例控制rKp;對控制性能的影響
在連續(xù)控制中,比例控制器是最簡單的一種,其輸出值隨輸入值成比例變化。
由式5.4可以看出,比例控制器始終產(chǎn)生一個與輸入信號成正比的輸出值。輸入信 號即為系統(tǒng)的被調(diào)量與給定值的偏差心故若偏差存在,比例控制器就有相應(yīng)的控制作用 輸出至被控對象,使偏差減少,從而抑制干擾的影響。
但是比例控制存在一個缺點(diǎn)就是:不能克服靜態(tài)誤差。比例控制作用是以偏差的存 在為前提的,一旦偏差不存在,比例控制器的輸出值則為零。 5.2.2積分控制m ;對控制性能的影響在連續(xù)控制中,積分控制是保證系統(tǒng)控制無靜態(tài)誤差的關(guān)鍵。對于積分控制器,其 輸出值與輸入值的積分成正比。假設(shè)為控制器的輸出,為控制器的輸入,7}為積 分時間常數(shù),則積分控制器的表達(dá)式為:
積分控制器的輸出值與輸入值的積分成正比,因此只要有輸入值存在,其輸出值就 會不斷加強(qiáng)直到克服干擾為止。被調(diào)控量的偏差消失以后,由于積分規(guī)律的特點(diǎn),輸出 將停留在新的位置而不復(fù)回原位,因而能保證控制靜態(tài)誤差為零。
單純的積分控制器控制動作緩慢,在改善靜態(tài)準(zhǔn)確度的同時使控制的動態(tài)品質(zhì)變差, 過度過程時間延長,甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。在實(shí)際工業(yè)中,不能單獨(dú)使用,必須和比例 控制結(jié)合使用。積分作用和比例作用是相對的,當(dāng)比例作用弱的時候,積分作用也必須 得減弱,積分作用是輔助比例作用進(jìn)行調(diào)節(jié)的。
比例積分控制存在缺點(diǎn):由于PI控制不適合具有滯后性的控制對象;相對與比例控 制響應(yīng)速度變慢,穩(wěn)定性變差;會存在積分過飽和現(xiàn)象導(dǎo)致控制器調(diào)節(jié)出現(xiàn)偏差;參數(shù) 整定時困難增加。
5.2.3微分控制(Td)對控制性能的影響
微分控制的主要作用是改善系統(tǒng)的動態(tài)性能,對于微分控制器,其輸出值與輸入值 的微分成正比。假設(shè)vW為控制器的輸出,e的為控制器的輸入,h為微分時間常數(shù),則 微分控制器的時間表達(dá)常數(shù)為:
微分控制器的輸出與輸入的變化率成正比,因此微分控制器能在輸入信號出現(xiàn)或者 變化的瞬間,根據(jù)變化的趨勢產(chǎn)生輸出作用。若輸入的信號為系統(tǒng)偏差信號,則微分作 用能將偏差盡快消除。
單純的微分控制器對靜態(tài)偏差也沒有抑制力,不能單獨(dú)使用,要和比例控制或者比 例積分控制結(jié)合起來使用,變成比例微分控制或者比例積分微分控制。
PD調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)系統(tǒng)偏差時,能夠快速達(dá)到理想值,使系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)得 到強(qiáng)化調(diào)節(jié),可調(diào)節(jié)靜態(tài)偏差,適用于大滯后環(huán)節(jié);PID控制器結(jié)合了 PD調(diào)節(jié)器的 快速性和PI調(diào)節(jié)器的無靜差(精確定位)特點(diǎn),達(dá)到了比較高的調(diào)節(jié)質(zhì)量。
本文采摘自“振動對數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)爬行的影響”,因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示,有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章!本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考,轉(zhuǎn)載請注明!
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