控制的Simulink仿真.ppt
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1、过程控制工程及仿真基于MATLAB/Simulink 电子工业出版社 出版 2009.4,作者:郭阳宽 王正林 联系邮箱:wa_,5.1 PID控制概述 5.2 PID控制算法 5.3 PID控制器参数整定 5.4 本章小结 习题与思考,第5章 PID控制,内容提要,本章描述PID控制的基本概念,介绍PID控制算法以及PID参数整定等基础知识,并通过大量的仿真实例讲述PID参数整定。 通过本章,读者对PID控制的原理、算法能有较为全面的认识,并熟练通过仿真进行PID参数整定。,5.1 PID控制概述,在线性连续系统中,控制规律通常由以下三种情况组成: (1)比例控制:控制作用u与偏差e成比例关
2、系; (2)积分控制:控制作用u为偏差e对时间的积分( )成比例关系; (3)微分控制:控制作用u为偏差e对时间的导数( )成比例关系; 因此,控制作用u常用的表示形式为: 式中的Kc是控制器的比例增益,Ti和Td都具有时间量纲,分别称为积分时间和微分时间。,PID控制器具有以下优点: (1)原理简单,使用方便。 (2)适应性强。 (3)鲁棒性强,即其控制品质对被控制对象特性的变化不太敏感。,5.2 PID控制算法,5.2.1 比例(P)控制,纯比例控制的作用和比例调节对系统性能的影响,5.2.2 比例积分(PI)控制,PI控制的主要特点为: (1)PI控制器在与被控对象串联连接时,相当于在系
3、统中增加了一个位于原点的开环极点,同时也增加了一个位于s左半平面的开环零点。 (2)位于原点的极点可以提高系统的型别,以消除或减小系统的稳态误差,改善系统的稳态性能。 (3)增加的负实部零点则可减小系统的阻尼程度,缓和PI控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影响。 (4)在实际工程中,PI控制器通常用来改善系统的稳态性能。,PI控制举例,5.2.3 比例微分(PD)控制,PD控制作用举例,5.2.4 比例积分微分(PID)控制,PID控制的主要特点为: (1)当阶跃输入作用时,P作用是始终起作用的基本分量;I作用一开始不显著,随着时间逐渐增强;D作用与I作用相反,在前期作用强些,随着时间
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