計算機控制技術chapter4(2013)

1、計算機控制技術電子教案第4章 常規(guī)及復雜控制技術數字控制器的設計方法1. 模擬化設計方法模擬化設計方法 先設計校正裝置的傳遞函數先設計校正裝置的傳遞函數D(s)，然后采用某種離散化方法，然后采用某種離散化方法，將它變成計算機算法將它變成計算機算法2. 離散化設計方法離散化設計方法 已知被控對象的傳遞函數或特性已知被控對象的傳遞函數或特性G(Z)，根據所要求的性能，根據所要求的性能指標，設計數字控制器指標，設計數字控制器 3. 狀態(tài)空間設計法（能處理多輸入狀態(tài)空間設計法（能處理多輸入-多輸出系統）多輸出系統） 基于現代控制理論，利用離散狀態(tài)空間表達式，根據性能基于現代控制理論，利用離散狀態(tài)空間表

2、達式，根據性能指標要求，設計數字控制器指標要求，設計數字控制器第4章 常規(guī)及復雜控制技術4.1 數控器的連續(xù)化設計數控器的連續(xù)化設計4.2 PID控制器的離散化設計控制器的離散化設計4.1 數字控制器的連續(xù)化設計數字控制器的連續(xù)化設計 忽略控制回路中所有的零階保持器和采樣器忽略控制回路中所有的零階保持器和采樣器 在在s域中按連續(xù)系統進行初步設計，求出連續(xù)控制器域中按連續(xù)系統進行初步設計，求出連續(xù)控制器 通過某種近似，將連續(xù)控制器離散化為數字控制器通過某種近似，將連續(xù)控制器離散化為數字控制器 計算機來實現計算機來實現圖圖4-1 計算機控制系統結構圖計算機控制系統結構圖D(z)H(s)GC(s)u

3、(k)e(k)e(t)+r(t)-y(t)u(t)TT被控對象的傳遞函數被控對象的傳遞函數零階保持器零階保持器數字控制器數字控制器4.1 數字控制器的連續(xù)化設計數字控制器的連續(xù)化設計 利用連續(xù)系統的頻率特性法、根軌跡法等設計出假想利用連續(xù)系統的頻率特性法、根軌跡法等設計出假想的連續(xù)控制器的連續(xù)控制器D(s) 連續(xù)系統設計連續(xù)系統設計D(s)的各種方法可參考有關自動控制原的各種方法可參考有關自動控制原理方面的資料理方面的資料1. 設計假想的連續(xù)控制器設計假想的連續(xù)控制器4.1 數字控制器的連續(xù)化設計數字控制器的連續(xù)化設計圖圖4-2 假象的連續(xù)控制系統結構圖假象的連續(xù)控制系統結構圖D(z)GC(s

4、)u(k)e(k)+r(t)-y(t)T被控對象的傳遞函數被控對象的傳遞函數數字控制器數字控制器2. 選擇采樣周期選擇采樣周期T4.1 數字控制器的連續(xù)化設計數字控制器的連續(xù)化設計香農定理：香農定理：從采樣信號恢復到連續(xù)信號的最低采樣頻率從采樣信號恢復到連續(xù)信號的最低采樣頻率 在計算機控制系統中，完成信號恢復功能由零階保持起在計算機控制系統中，完成信號恢復功能由零階保持起來實現。則采樣周期應選為：來實現。則采樣周期應選為： （5-1）CT1)5.015.0(連續(xù)系控制系統的剪切頻率采樣周期在允許的條件下，越短越好112)()(zzTssDzD4.1 數字控制器的連續(xù)化設計數字控制器的連續(xù)化設計

5、 3. 離散化方法離散化方法 雙線性變換法： （5-2）112)()(zzTssDzD前向差分法： （5-3）TzssDzD1)()(后向差分法： （5-4）TzzssDzD1)()(將將D(s)離散化為離散化為D(z)(5-5)mn ,1)()()(221122110nnmmzazazazbzbzbbzEzUzD4. 設計由計算機實現的控制算法設計由計算機實現的控制算法 (5-6)()( )()()(221102211zEzbzbzbbzUzazazazUmmnn (5-7)()2( ) 1( )()()2() 1()(21021mkubkebkebkebnkuakuakuakumn數字控制

6、器D(z)的控制算法4.1 數字控制器的連續(xù)化設計數字控制器的連續(xù)化設計 是否符合要求，可用算機控制系統的數是否符合要求，可用算機控制系統的數字仿真來驗證。如果滿足設計要求設計結束，字仿真來驗證。如果滿足設計要求設計結束，否則修改設計否則修改設計5. 校驗校驗4.1 數字控制器的連續(xù)化設計數字控制器的連續(xù)化設計4.2 PID控制器的離散化設計控制器的離散化設計4.2.1 PID調節(jié)器調節(jié)器4.2.2 PID控制器的離散化控制器的離散化4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法4.2.1 PID 調節(jié)器調節(jié)器技術成熟技

7、術成熟 易被人們熟悉和掌握易被人們熟悉和掌握 不需要建立數學模型不需要建立數學模型 控制效果好控制效果好 PID調節(jié)器的作用調節(jié)器的作用比例調節(jié)器比例調節(jié)器 比例積分調節(jié)器比例積分調節(jié)器比例微分調節(jié)器比例微分調節(jié)器 比例積分微分調節(jié)器比例積分微分調節(jié)器 PID調節(jié)器優(yōu)點調節(jié)器優(yōu)點根據偏差的比例根據偏差的比例(P)、積分、積分(I)、微分、微分(D)進行控制進行控制(簡稱簡稱PID控制控制)，是控制系統中應用最為廣泛的一種控制規(guī)律，是控制系統中應用最為廣泛的一種控制規(guī)律4.2.1 PID 調節(jié)器調節(jié)器1. 比例調節(jié)器比例調節(jié)器 式中，式中，y為調節(jié)器輸出；為調節(jié)器輸出；Kp為比例系數；為比例系數

8、； e(t)為調節(jié)器輸入偏差為調節(jié)器輸入偏差 控制規(guī)律控制規(guī)律 只要偏差出現，就能及時地產生與之成比例的調節(jié)作用，只要偏差出現，就能及時地產生與之成比例的調節(jié)作用，具有調節(jié)及時的特點具有調節(jié)及時的特點 特點特點特性曲線特性曲線e(t)y00ttKP e(t) y=KP.e(t) 4.2.1 PID 調節(jié)器調節(jié)器2. 積分調節(jié)器積分調節(jié)器控制規(guī)律控制規(guī)律特點特點特性曲線特性曲線dtteTyI)(1 式中式中, TI是積分時間常數，它表示積分速度的大小，是積分時間常數，它表示積分速度的大小，TI越越大，積分速度越慢，積分作用越弱大，積分速度越慢，積分作用越弱消除靜差消除靜差 e(t)y00tt4.

9、2.1 PID 調節(jié)器調節(jié)器3. 比例積分調節(jié)器比例積分調節(jié)器控制規(guī)律控制規(guī)律特性曲線特性曲線dtteTteKyIp)(1)(e(t)y00tty1=KP e(t)K1 KP e(t)y24.2.1 PID 調節(jié)器調節(jié)器4. 微分調節(jié)器微分調節(jié)器控制規(guī)律控制規(guī)律特性曲線特性曲線dttdeTyD)( 微分環(huán)節(jié)能反映偏差信號的變化趨勢，并能在偏差信號值變得微分環(huán)節(jié)能反映偏差信號的變化趨勢，并能在偏差信號值變得太大之前，在系統中引入一個有效的早期修正信號，加快系統的太大之前，在系統中引入一個有效的早期修正信號，加快系統的動態(tài)響應速度，減小調整時間，同時可以減小超調量，克服振蕩，動態(tài)響應速度，減小調整

10、時間，同時可以減小超調量，克服振蕩，使系統的穩(wěn)定性提高從而改善系統的動態(tài)性能使系統的穩(wěn)定性提高從而改善系統的動態(tài)性能特點特點4.2.1 PID 調節(jié)器調節(jié)器5. 比例微分調節(jié)器比例微分調節(jié)器4.2.1 PID 調節(jié)器調節(jié)器5. 比例積分微分調節(jié)器比例積分微分調節(jié)器 Kp Td SKpKp /Ti S對象對象測量電路測量電路+x + e - fDPI+uyPID控制原理結構圖控制原理結構圖4.2.1 PID 調節(jié)器調節(jié)器5. 比例積分微分調節(jié)器比例積分微分調節(jié)器 y(t)調節(jié)器的輸出信號調節(jié)器的輸出信號e(t)調節(jié)器的偏差信號調節(jié)器的偏差信號KP調節(jié)器的比例系數調節(jié)器的比例系數TI調節(jié)器的積分時

11、間調節(jié)器的積分時間TD調節(jié)器的微分時間調節(jié)器的微分時間dttdeTdtteTteKyDIp)()(1)(式中：式中：4.2.1 PID 調節(jié)器調節(jié)器PID調節(jié)器對階躍響應特性曲線調節(jié)器對階躍響應特性曲線e(t)y00tt KP e(t)KP K1 e(t)KP KD e(t)4.2.2 PID控制規(guī)律的離散化控制規(guī)律的離散化則離散化的PID控制規(guī)律為： 采樣控制，它只能根據采樣時刻的偏差值計算控制量采樣控制，它只能根據采樣時刻的偏差值計算控制量 計算機控制：計算機控制： 在計算機控制系統中，在計算機控制系統中，PID控制規(guī)律的實現必須用數控制規(guī)律的實現必須用數值逼近的方法值逼近的方法 當采樣周

12、期相當短時，用求和代替積分、用后向差分當采樣周期相當短時，用求和代替積分、用后向差分代替微分，使模擬代替微分，使模擬PID離散化變?yōu)椴罘址匠屉x散化變?yōu)椴罘址匠?.2.2 PID控制規(guī)律的離散化控制規(guī)律的離散化kitTiede00)()(Tkekedttde) 1()()( 用后向差分來代替微分：用后向差分來代替微分：則離散化的PID控制規(guī)律為：00)1()()()()(ykekeTTjeTTkeKkynjDIp1. PID控制算法的位置式控制算法的位置式用矩形法來計算數值積分：用矩形法來計算數值積分：4.2.2 PID控制規(guī)律的離散化控制規(guī)律的離散化2. PID控制算法的增量式控制算法的增量式

13、)2() 1(2)()()1()() 1()()(kekekeKkeKkekeKkykykyDIP式中： K ,TTKTTKKDPDIPI積分系數微分系數3. 增量式增量式PID算法與位置式算法與位置式PID算法的比較算法的比較4.2.2 PID控制規(guī)律的離散化控制規(guī)律的離散化 PID控制算法的增量式只需保持當前時刻以前三個時刻的誤控制算法的增量式只需保持當前時刻以前三個時刻的誤差即可。它與位置式差即可。它與位置式PID相比，有下列優(yōu)點：相比，有下列優(yōu)點： 計算機只輸出增量，誤動作時影響小，必要時可增計算機只輸出增量，誤動作時影響小，必要時可增設邏輯保護設邏輯保護 手動手動/自動切換時沖擊小自

14、動切換時沖擊小 算式不需要累加，只需記住四個歷史數據，占用內算式不需要累加，只需記住四個歷史數據，占用內存少，計算方便，不易引起誤差累積存少，計算方便，不易引起誤差累積4. 增量式增量式PID計算，位置式計算，位置式PID輸出輸出4.2.2 PID控制規(guī)律的離散化控制規(guī)律的離散化 )2() 1(2)()()1()() 1()() 1()(kekekeKkeKkekeKkykykykyDIP 在許多控制系統中，執(zhí)行機構需要的是控制變量的絕對值而在許多控制系統中，執(zhí)行機構需要的是控制變量的絕對值而不是其增量，這時仍可采用增量式計算，但輸出則采用位置式不是其增量，這時仍可采用增量式計算，但輸出則采用

15、位置式的輸出形式的輸出形式4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進1. 積分項的改進積分項的改進2. 微分項的改進微分項的改進3. 時間最優(yōu)時間最優(yōu)+PID控制控制 4. 帶死區(qū)的帶死區(qū)的PID控制算法控制算法4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進1. 積分項的改進積分項的改進(1) 積分分離積分分離 (2) 抗積分飽和抗積分飽和 (3) 梯形積分梯形積分 (4) 消除積分不靈敏區(qū)消除積分不靈敏區(qū) 4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進1. 積分項的改進積分項的改進（1）積分分離）積分分離abPID控制區(qū)控制區(qū)PD控制控制區(qū)區(qū)t0Y(t

16、)為了克服超調和加速過渡過程而采用此法為了克服超調和加速過渡過程而采用此法當當e(n)時，取消積分，否則加入積分時，取消積分，否則加入積分是積分分離值，由具體要求確定是積分分離值，由具體要求確定+-4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進1. 積分項的改進積分項的改進（2）抗積分飽和）抗積分飽和長時間出現偏差或偏差較大，計算出的控制量長時間出現偏差或偏差較大，計算出的控制量有可能溢出，或小于零有可能溢出，或小于零執(zhí)行機構所限執(zhí)行機構所限超調量增加，控制品質變壞超調量增加，控制品質變壞可對計算出的控制量可對計算出的控制量u(k)限幅，同時，把積分作用切除掉限幅，同時，把積分作用

17、切除掉若以若以8位位D/A為例，則有為例，則有 當當u(k)00H時，取時，取u(k)=0 當當u(k)FFH時，取時，取u(k)=FFH4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進1. 積分項的改進積分項的改進（3）梯形積分）梯形積分 減少殘差，提高積分項的運算精度減少殘差，提高積分項的運算精度矩形積分矩形積分梯形積分梯形積分kitTieieedt002) 1()()(ieTedtk0it0（4）消除積分不靈敏區(qū)）消除積分不靈敏區(qū)4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進1. 積分項的改進積分項的改進計算機字長的限制：計算機字長的限制：當運算結果小于字長所能表示

18、的數的精度，當運算結果小于字長所能表示的數的精度，計算機就作為計算機就作為“零零”將此數丟掉將此數丟掉 積分作用消失（積分不靈敏區(qū)）：積分作用消失（積分不靈敏區(qū)）：當計算機的運行字長較短，采當計算機的運行字長較短，采樣周期樣周期T也短，而積分時間也短，而積分時間TI又較長時，又較長時，uI(k)容易出現小于字長容易出現小于字長的精度而丟數的精度而丟數積分不靈敏區(qū)產生的原因積分不靈敏區(qū)產生的原因njiijuS0)(直到累加值直到累加值Si大于大于時，再輸出時，再輸出Si（4）消除積分不靈敏度）消除積分不靈敏度4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進1. 積分項的改進積分項的改進

19、措施： 增加增加A/D轉換位數，加長運算字長，這樣可以提高運算精度轉換位數，加長運算字長，這樣可以提高運算精度 當積分項當積分項uI(k)連續(xù)連續(xù)n次出現小于輸出精度次出現小于輸出精度的情況時，不要把它們的情況時，不要把它們作為作為“零零”舍掉，而是把它們一次次累加起來，直到累加值舍掉，而是把它們一次次累加起來，直到累加值SI大于大于時，才輸出時，才輸出SI，同時把累加單元清零，同時把累加單元清零 流程圖？流程圖？4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進2. 微分項的改進微分項的改進 微分作用：微分作用：克服系統的慣性、減少超調、抑制振蕩克服系統的慣性、減少超調、抑制振蕩 在

20、數字在數字PID調節(jié)器中，微分部分的調節(jié)作用并不是很明顯，甚至沒有調調節(jié)器中，微分部分的調節(jié)作用并不是很明顯，甚至沒有調節(jié)作用，這是為什么呢？節(jié)作用，這是為什么呢？TkekeTKkuDP) 1()()(d 當當e（k）為階躍函數時）為階躍函數時，微分輸出依次為，微分輸出依次為KPTD/T,0,0 微分項的輸出微分項的輸出：僅在第一個周期起激勵作用，對于時間常數較大的系統，：僅在第一個周期起激勵作用，對于時間常數較大的系統，其調節(jié)作用很小，不能達到超前控制誤差的目的；而且在第一個周期微分作其調節(jié)作用很小，不能達到超前控制誤差的目的；而且在第一個周期微分作用太大，在短暫的輸出時間內，執(zhí)行器達不到應

21、有的相應開度，會使輸出失用太大，在短暫的輸出時間內，執(zhí)行器達不到應有的相應開度，會使輸出失真真 對于頻率較高的干擾對于頻率較高的干擾：比較敏感，容易引起控制過程振蕩，降低調節(jié)品質：比較敏感，容易引起控制過程振蕩，降低調節(jié)品質4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進2. 微分項的改進微分項的改進（1）不完全微分）不完全微分PID控制算法控制算法 （2）微分先行）微分先行PID控制算式控制算式4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進 在在PID控制輸出串聯一階慣性環(huán)節(jié)控制輸出串聯一階慣性環(huán)節(jié)一階慣性環(huán)節(jié)一階慣性環(huán)節(jié)Df(s)的傳遞函數為的傳遞函數為11)(sTs

22、Dff2. 微分項的改進微分項的改進（1）不完全微分）不完全微分PID控制算法控制算法 PIDDf(s)e(t)u(t)u (t)4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進2. 微分項的改進微分項的改進（1）不完全微分）不完全微分PID控制算法控制算法 )1k( e)k( e (T) i ( eT)k()k(k0iDIPTTeKu取拉氏反變換)k()k(T) 1k(u)k(u)()()(11) s (u) s (u)(uuTtutudttduTsTsDffff4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進2. 微分項的改進微分項的改進（1）不完全微分）不完全微分PI

23、D控制算法控制算法 由聯立可得：)()1 () 1()()()(kukukukukuTTT1TTTfff其中：TTTff4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進2. 微分項的改進微分項的改進（1）不完全微分）不完全微分PID控制算法控制算法 標準標準PID控制控制不完全微分不完全微分PID控制控制消除高頻干擾，延長微分作用的時間消除高頻干擾，延長微分作用的時間 作用：作用：4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進2. 微分項的改進微分項的改進（2）微分先行）微分先行PID控制算法控制算法 為了避免給定值的升降給控制系統帶來沖擊為了避免給定值的升降給控制系統帶

24、來沖擊 只對被控量只對被控量y(t)微分，不微分，不對偏差對偏差e(t)微分微分 在改變給定值時，輸出不在改變給定值時，輸出不會改變，而被控量的變化，會改變，而被控量的變化，通常是比較緩和的通常是比較緩和的 sTsDD1T1)T11 (DsKP)(ty)(tr)(te)(tu4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進3. 時間最優(yōu)時間最優(yōu)+PID控制控制 控制控制PIDBangBangkykrke,)()()( 開關控制（開關控制（Bang-Bang控制）：控制）：系統在最短過渡系統在最短過渡時間內從一個初始狀態(tài)轉到另一個狀態(tài)時間內從一個初始狀態(tài)轉到另一個狀態(tài)PID：保證線性控

25、制段內的定位精度保證線性控制段內的定位精度 4.2.3 PID數字控制器算法的改進數字控制器算法的改進4.帶死區(qū)的帶死區(qū)的PID控制算法控制算法 為了避免控制動作過于頻繁，以消除由于頻繁動作為了避免控制動作過于頻繁，以消除由于頻繁動作所引起的振蕩，有時采用所謂帶有死區(qū)的所引起的振蕩，有時采用所謂帶有死區(qū)的PID控制系統控制系統 )()()( , 0)()()( ),()(kekykrkekykrkekP當當 死區(qū)死區(qū)：可調：可調非線性控制系統非線性控制系統：即當偏差絕對值：即當偏差絕對值e(k)時，時，P(k)為為0；當當e(k)時，時，P(k)=e(k)，輸出值，輸出值u(k)以以PID運算

26、結果輸運算結果輸出出4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法1. 采樣周期的選擇采樣周期的選擇2. 按簡易工程法整定按簡易工程法整定PID參數參數3. 優(yōu)選法優(yōu)選法4. 湊試法確定湊試法確定PID參數參數4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法1. 采樣周期采樣周期T的選擇的選擇計算機執(zhí)行控制程序和輸入輸出所耗費的時間計算機執(zhí)行控制程序和輸入輸出所耗費的時間（1）采樣周期上限與上限）采樣周期上限與上限上限上限Tmax :Tmax/max下限下限Tmin:香農采樣定理香農采樣定理4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法1. 采樣周

27、期采樣周期T的選擇的選擇（2）考慮因素）考慮因素給定值的變化頻率給定值的變化頻率：變化頻率越高，采樣頻率就應越高：變化頻率越高，采樣頻率就應越高 被控對象的特性：被控對象的特性：被控對象是快速變化的還是慢變的被控對象是快速變化的還是慢變的 執(zhí)行機構的類型：執(zhí)行機構的類型：執(zhí)行機構的慣性大，采樣周期應大執(zhí)行機構的慣性大，采樣周期應大 控制算法的類型：控制算法的類型：采用太小的采用太小的T會使得會使得PID算法的微分積分算法的微分積分作用很不明顯；控制算法也需要計算時間作用很不明顯；控制算法也需要計算時間 控制的回路數控制的回路數njjTT1Tj指第指第j回路控制程序執(zhí)行回路控制程序執(zhí)行時間和輸入

28、輸出時間時間和輸入輸出時間 4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法2. 按簡易工程法整定按簡易工程法整定PID參數參數 (1)擴充臨界比例度法4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法2. 按簡易工程法整定按簡易工程法整定PID參數參數 選擇一個選擇一個足夠短的采樣周期足夠短的采樣周期，具體地說就是選擇采樣周期為被控對，具體地說就是選擇采樣周期為被控對象純滯后時間的十分之一以下象純滯后時間的十分之一以下 用選定的采樣周期使用選定的采樣周期使系統工作系統工作：數字控制器去掉積分作用和微分作：數字控制器去掉積分作用和微分作用，只保留比例作用然后逐漸減小比

29、例度用，只保留比例作用然后逐漸減小比例度（=1/KP)，直到系統發(fā)，直到系統發(fā)生持續(xù)等幅振蕩。記下使系統發(fā)生振蕩的臨界比例度生持續(xù)等幅振蕩。記下使系統發(fā)生振蕩的臨界比例度k及系統的臨及系統的臨界振蕩周期界振蕩周期Tk選擇控制度選擇控制度？ 根據選定的控制度，根據選定的控制度，P113查表查表41 ，求得，求得T、KP、TI、TD的值的值 （1）擴充臨界比例度法）擴充臨界比例度法4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法2. 按簡易工程法整定按簡易工程法整定PID參數參數 （1）擴充臨界比例度法）擴充臨界比例度法050100150200250-0.500.511.52K=4.

30、7Tk4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法2. 按簡易工程法整定按簡易工程法整定PID參數參數 （2）擴充響應曲線法）擴充響應曲線法 數字控制器不接入控制系統，讓系統處于數字控制器不接入控制系統，讓系統處于手動操作狀態(tài)手動操作狀態(tài)下，將被下，將被調量調節(jié)到給定值附近，并使之穩(wěn)定下來。然后突然改變給定值，調量調節(jié)到給定值附近，并使之穩(wěn)定下來。然后突然改變給定值，給對象一個階躍輸入信號給對象一個階躍輸入信號用記錄儀表記錄被調量在階躍輸入下的整個變化用記錄儀表記錄被調量在階躍輸入下的整個變化過程曲線過程曲線，此時近，此時近似為一個一階慣性加純滯后環(huán)節(jié)的響應曲線似為一個一階慣

31、性加純滯后環(huán)節(jié)的響應曲線在曲線最大斜率處作在曲線最大斜率處作切線切線，求得，求得滯后時間滯后時間，被控對象時間常數，被控對象時間常數T以及它們的比值以及它們的比值TT，查表，查表42，即可得數字控制器的，即可得數字控制器的KP、TI、TD及采樣周期及采樣周期T4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法2. 按簡易工程法整定按簡易工程法整定PID參數參數 （2）擴充響應）擴充響應曲線法曲線法 T4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法2. 按簡易工程法整定按簡易工程法整定PID參數參數 （3）歸一參數整定法）歸一參數整定法如令如令 T=0.1Tk; TI

32、=0.5Tk; TD=0.125Tk)2(25. 1) 1(5 . 3)(45. 2)2() 1(2)()() 1()()(kekekeKkekekeTTkeTTkekeKkuPDIP 整個問題便簡化為只要整定一個參數整個問題便簡化為只要整定一個參數KP 改變改變KP，觀察控制效果，直到滿意為止，觀察控制效果，直到滿意為止4.2.4 數字數字PID參數選擇及整定方法參數選擇及整定方法3. 優(yōu)選法優(yōu)選法 確定被調對象的動態(tài)特性并非容易之事確定被調對象的動態(tài)特性并非容易之事 根據具體的調節(jié)規(guī)律，不同調節(jié)對象的特征，經過閉環(huán)試驗，根據具體的調節(jié)規(guī)律，不同調節(jié)對象的特征，經過閉環(huán)試驗，反復湊試，找出最佳調節(jié)參數反復湊試，找出最佳調節(jié)參數 具體作法是根據經驗，先把其它參數固定，然后用具體作法是根據經驗，先把其它參數