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二阶弹簧—阻尼系统,PID控制器设计,参数整定

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二阶弹簧—阻尼系统,PID控制器设计,参数整定----word.zl-二阶弹簧—阻尼系统的PID控制器设计及参数整定PID控制的应用研究现状综述PID控制器〔按闭环系统误差的比例、积分和微分进展控制的调节器〕自20世纪30年代末期出现以来,在工业控制领域得到了很大的开展和广泛的应用。它的构造简单,参数易于调整,在长期应用中已积累了丰富的经历。特别是在工业过程控制中,由于被控制对象的准确的数学模型难以建立,系统的参数经常发生变化,运用控制理论分析综合不仅要消耗很大代价,而且难以得到预期的控制效果。在应用计算机实现控制的系统中,PID很容易通过编制计算机语言实现。...

二阶弹簧—阻尼系统,PID控制器设计,参数整定
----word.zl-二阶弹簧—阻尼系统的PID控制器设计及参数整定PID控制的应用研究现状综述PID控制器〔按闭环系统误差的比例、积分和微分进展控制的调节器〕自20世纪30年代末期出现以来,在工业控制领域得到了很大的开展和广泛的应用。它的构造简单,参数易于调整,在长期应用中已积累了丰富的经历。特别是在工业过程控制中,由于被控制对象的准确的数学模型难以建立,系统的参数经常发生变化,运用控制理论 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 综合不仅要消耗很大代价,而且难以得到预期的控制效果。在应用计算机实现控制的系统中,PID很容易通过编制计算机语言实现。由于软件系统的灵活性,PID算法可以得到修正和完善,从而使数字PID具有很大的灵活性和适用性。研究原理比例控制器的传递函数为:积分控制器的传递函数为:微分控制器的传递函数为:三、设计题目设计控制器并给出每种控制器控制的仿真结果〔被控对象为二阶环节,传递函数,参数为M=1kg,b=2N.s/m,k=25N/m,F(S)=1〕;系统示意图如图1所示。图1弹簧-阻尼系统示意图弹簧-阻尼系统的微分方程和传递函数为:设计要求通过使用MATLAB对二阶弹簧——阻尼系统的控制器〔分别使用P、PI、PID控制器〕设计及其参数整定,定量分析比例系数、积分时间与微分时间对系统性能的影响。同时、掌握MATLAB语言的根本知识进展控制系统仿真和辅助设计,学会运用SIMULINK对系统进展仿真,掌握PID控制器参数的设计。〔1〕控制器为P控制器时,改变比例带或比例系数大小,分析对系统性能的影响并绘制响应曲线。〔2〕控制器为PI控制器时,改变积分时间常数大小,分析对系统性能的影响并绘制相应曲线。〔当kp=50时,改变积分时间常数〕〔3〕设计PID控制器,选定适宜的控制器参数,使阶跃响应曲线的超调量,过渡过程时间,并绘制相应曲线。图2闭环控制系统构造图五、设计容P控制器:P控制器的传递函数为:〔分别取比例系数K等于1、10、30和50,得图所示〕Scope输出波形:仿真结果 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 :随着Kp值的增大,系统响应超调量加大,动作灵敏,系统的响应速度加快。Kp偏大,那么振荡次数加多,调节时间加长。随着Kp增大,系统的稳态误差减小,调节应精度越高,但是系统容易产生超调,并且加大Kp只能减小稳态误差,却不能消除稳态误差。PI控制器:PI控制器的传递函数为:〔K=50,分别取积分时间Ti等于10、1和0.1得图所示〕Scope输出波形:仿真结果说明:Kp=50,随着Ti值的加大,系统的超调量减小,系统响应速度略微变慢。相反,当Ti的值逐渐减小时,系统的超调量增大,系统的响应速度加快。Ti越小,积分速度越快,积分作用就越强,系统震荡次数较多。PI控制可以消除系统的稳态误差,提高系统的误差度。PID控制器:PID控制器的传递函数为:〔取K=50,Ti=100改变微分时间大小,得到系统的阶跃响应曲线为〕Scope输出波形:仿真结果说明:Kp=50、Ti=0.01,随着Td值的增大,闭环系统的超调量减小,响应速度加快,调节时间和上升时间减小。参加微分控制后,相当于系统增加了零点并且加大了系统的阻尼比,提高了系统的稳定性和快速性。〔4〕、选定适宜的控制器参数,设计PID控制器根据上述分析,Kp=50,Ti=0.15;Td=0.2,可使系统性能指标到达设计要求。经计算,超调量,过渡过程时间满足设计要求。系统的阶跃曲线如下列图总结PID参数的整定就是合理的选取PID三个参数。从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态误差等方面考虑问题,三参数作用如下:(1)比例调节器:比例调节器对偏差是即时反响的,偏差一旦出现,调节器立即产生控制作用,使输出量朝着减小偏差的方向变化,控制作用的强弱取决于比例系数KP。比例调节器虽然简单快速,但对于系统响应为有限值的控制对象存在稳态误差。加大比例系数KP可以减小稳态误差,但是,KP过大时,会使系统的动态质量变坏,引起输出量振荡,甚至导致闭环系统不稳定。(2)比例积分调节器:为了消除在比例调节中的剩余稳态误差,可在比例调节的根底上参加积分调节。积分调节具有累积成分,只要偏差e不为零,它将通过累积作用影响控制量u(k),从而减小偏差,直到偏差为零。如果积分时间常数TI大,积分作用弱,反之为强。增大TI将减慢消除稳态误差的过程,但可减小超调,提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。(3)比例积分微分调节器:为了加快控制过程,有必要在偏差出现或变化的瞬间,按偏差变化的趋向进展控制,使偏差消灭在萌芽状态,这就是微分调节的原理。微分作用的参加将有助于减小超调。克制振荡,使系统趋于稳定。
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从事建筑施工管理与质量安全、方案设计、可行性研究报告
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分类:教育学
上传时间:2021-10-13
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