研究报告若何疗养pid参数课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《研究报告若何疗养pid参数课件.ppt》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 研究 报告 若何 疗养 pid 参数 课件
- 资源描述:
-
1、4.1 概述4.2 根轨迹法4.3 BODE图法4.4 PID控制4.14.1概述概述本章内容:介绍基于传递函数模型的单输入单输出、线性、定常、连续、单位负反馈控制系统的设计问题。设计要求:用性能指标描述,主要包括稳定性动态性能 阻尼程度(超调量、振荡次数、阻尼比)、响应速度(上升时间、峰值时间、调整时间)稳态性能:控制精度(稳态误差)控制系统具有良好的性能是指:输出按要求能准确复现给定信号;具有良好的相对稳定性;对扰动信号具有充分的抑制能力。校正方案:)(sGc)(0sGR(s)C(s)串联校正串联校正)(1sG)(2sG)(sGcR(s)C(s)反馈校正反馈校正设计方法:设计方法:根轨迹校
2、正Bode图法校正 性能指标以频域量的形式给出时,用Bode法比较合适时域指标包括期望的相角裕度、幅值裕度、谐振峰值、剪切频率、谐振频率、带宽及反映稳态指标的开环增益、稳态误差或误差系数等。单位反馈控制系统的性能指标以时域量的形式给出时,用根轨迹校正方法比较方便。时域指标包括期望的闭环主导极点的阻尼比和无阻尼自振频率、超调量、上升时间和调整时间等。4.2 4.2 根轨迹法根轨迹法实质原则 通过校正装置改变系统的根轨迹,从而将一对闭环主导极点配置到需要的位置上。若在开环传递函数中增加极点,可以使根轨迹向右移动,从而降低系统的相对稳定性,增加系统响应的调整时间。而在开环传递函数中增加零点,可以导致
3、根轨迹向左移动,从而增加系统的稳定性,减少系统响应的调整时间。数学描述数学描述niimiipsszsksG110)()()()()(00sGKsG miiniizkpKK11)()(sssvesGKsK1)(00)()()(0sGsGsGccccpszsaTsaTssG11)(原系统的开环传递函数:未校正系统的传递函数:校正装置的传递函数:校正后系统的传递函数:4.2.14.2.1串联超前校串联超前校正正 系统可能对于所有的增益值都不稳定,也可能虽属稳定,但不具有理想的瞬态响应特性。可以在前向通道中串联一个或几个适当的超前校正装置。一、根轨迹的几何设计方法 根据动态性能指标要求确定闭环主导极点
4、S1的希望位置。计算出需要校正装置提供的补偿相角c确定校正装置的参数 采用带惯性的PD控制器采用PD控制器验算性能指标)(36018010sGic2/)(cppctgssp)Im()Re(1111Im()Re()czszstg极点位置 零点位置 位置的确定方法ccpz,同理2/)(czpzjcPcZS S1 12c2几何法串联超前校正函数 惯性PD控制器ngc,dgc=lead1(ng0,dg0,s1)PD控制器ngc,dgc=lead2(ng0,dg0,s1)常用的设计函数常用的设计函数 s=bpts2s(bp,ts,delta)s=kw2s(kosi,wn)kosi,wn=s2kw(s)p
5、os,tr,ts,tp=stepchar(g,delta)例例4 41 1:设单位负反馈系统的开环传递函数为:设单位负反馈系统的开环传递函数为:系统期望性能指标要求:系统期望性能指标要求:1.1.开环增益开环增益 ;2.2.单位阶跃响应的特征量:单位阶跃响应的特征量:试确定:试确定:1.1.带惯性的带惯性的PDPD控制器的串联超前校正参数控制器的串联超前校正参数2.2.PDPD控制器的串联超前校正参数控制器的串联超前校正参数)20)(5()(0sssksG12vK%25p)02.0(7.0sts二、根轨迹的解析设计方法TsaTssGc11)()1(a设串联超前校正装置的传递函数为设串联超前校正
6、装置的传递函数为 2.2.确定所求的确定所求的 、需满足的方程:需满足的方程:aTjjceeMTsaTsKsGsGK 111)()(001100010)(jeMsG111jeMs)1(11101101 jjjjeMTeMKeeMTacossiniei由复数欧拉公式:由复数欧拉公式:1.1.根据稳态性能和动态特性要求,确定根据稳态性能和动态特性要求,确定 和和1sK3.3.利用上述方程可分为实部、虚部,确定未知数利用上述方程可分为实部、虚部,确定未知数 Ta,0010101sin)sin(sinKMMKMaT011001sinsin)sin(MKMTngc,dgc=lead3(ng0,dg0,K
7、K,s1)例4.2:同例4.1,试用根轨迹解析法确定超前校正装置。解析法串联超前校正函数 4.2.24.2.2串联滞后校正串联滞后校正 如果原系统具有满意的动态响应特性,但是其稳态特性不能令人满意,可以通过在前向通道中串联一个滞后校正装置来解决,既增大了开环增益,又使动态响应特性不发生明显变化。一、根轨迹的几何设计方法 1.1.根据动态指标要求,确定闭环主导极点根据动态指标要求,确定闭环主导极点 的希望位置的希望位置 1s2.2.求取未校正系统根轨迹上的对应于闭环主导极点的开环增益求取未校正系统根轨迹上的对应于闭环主导极点的开环增益 1KniimiipzkK111)()(miiniizspss
8、k111113.3.计算期望的开环增益计算期望的开环增益 ,并求取,并求取 KKKa/14.4.确定滞后校正装置的确定滞后校正装置的 和和 czcp令令 取小于取小于1 1的正数。并验证的正数。并验证否则重新选择否则重新选择 。2221111nnnnjcjcs21,ccppe21snstt)1ln(121s)1180sin(sin21tgznc)50(cczap或或cpT/1KKa/1验算性能指标 例例4.34.3:设单位负反馈系统的开环传递函数为:设单位负反馈系统的开环传递函数为:指标要求:指标要求:(1 1)开环增益)开环增益 ;(2 2)单位阶跃响应的特征量:)单位阶跃响应的特征量:,。
9、试确定串联滞后校正装置的参数试确定串联滞后校正装置的参数 和和 )20)(10)(4(800)(0ssssksG112sKv%20p)05.0(6.2stsczcpngc,dgc,k=lag1(ng0,dg0,KK,s1,a)串联滞后校正函数二、根轨迹的解析设计方法 采用根轨迹的解析设计方法设计滞后校正装置与超前校正装置的方法相同,设滞后校正装置的传递函数为:TsaTssGc11)()1(a例4.4:同例4.3,试采用解析方法确定串联滞后校正的传递函数。4.3 Bode4.3 Bode图法图法基本要求基本要求 为了获得比较高的开环增益及满意的相对稳定性,必为了获得比较高的开环增益及满意的相对稳
10、定性,必须改变开环频率特性响应曲线的形状,这主要体现为:在须改变开环频率特性响应曲线的形状,这主要体现为:在低频区和中频区增益应该足够大,且中频区的对数幅频特低频区和中频区增益应该足够大,且中频区的对数幅频特性的斜率应为性的斜率应为-20dB/dec-20dB/dec,并有足够的带宽,以保证适当,并有足够的带宽,以保证适当的相角裕度;而在高频区,要使增益尽可能地衰减下来,的相角裕度;而在高频区,要使增益尽可能地衰减下来,以便使高频噪声的影响达到最小。以便使高频噪声的影响达到最小。BodeBode图设计方法的频域图设计方法的频域指标为指标为 。Kc,基本思路 在Bode图中的对数频率特性的低频区
11、表征了闭环系统的稳态特性,中频区表征了系统的相对稳定性,而高频区表征了系统的抗干扰特性。在大多数实际情况中,校正问题实质上是在稳态精度和相对稳定性之间取折衷的问题。4.3.14.3.1串联超前校正串联超前校正一、Bode图的几何设计方法1根据稳态指标要求确定未校正系统的型别和开环增益,并绘制其Bode图;2根据动态指标要求确定超前校正装置的参数;第一种情形:给出了 的要求值(1)确定超前校正所应提供的最大超前相角(2)求解 的值c5)(1800cmjGammasin1sin1ajGmlg10)(lg200(确定 )m如果如果 ,说明,说明 值选择合理,能够满足相角裕值选择合理,能够满足相角裕度
12、要求,否则按如下方法重新选择度要求,否则按如下方法重新选择 的值:的值:cmaa20)(1cjGaajGclg10)(lg20011sin1aammm若若 ,则,则 正确,否则重新调整正确,否则重新调整 值。值。aaTacm1(3 3)由)由 求出求出 的值。的值。T第二种情形:未给出第二种情形:未给出 的期望值的期望值(1 1)确定串联超前校正所应提供的最大超前相角)确定串联超前校正所应提供的最大超前相角(2 2)根据)根据 求出求出 的值;的值;5)(1800cmjGmmasin1sin1ac(3 3)根据)根据 求出求出 ;(4 4)根据)根据 求出求出 的值。的值。ajGclg10)(
13、lg200cTacm1T3验算性能指标 对于三阶及其以上的高阶系统应该验证幅值裕度,并评价系统抑制干扰的能力。ngc,dgc=lead4(ng0,dg0,KK,Pm,w)ngc,dgc=lead5(ng0,dg0,KK,Pm,wc,w)ngc,dgc=lead6(ng0,dg0,KK,wc)函数其中:Pm 期望的相角裕度 wc 期望的剪切频率 w 指定的Bode图频率范围 ssGc1)(2KgdBKg6lg20或或例例4.54.5:设被控对象的传递函数:设被控对象的传递函数其设计要求:其设计要求:,rad/s rad/s,dBdB。试设计带有惯性环节的并联超前校正控制器。试设计带有惯性环节的并
展开阅读全文