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小純滯后對象的Lambda整定

2024/3/10 18:31:57 人評論 次瀏覽 分類:過程控制  文章地址:http://www.gsipv.com/tech/5394.html

被控對象模型:穩(wěn)態(tài)系數(shù),增益K=1;動態(tài)系數(shù),時間常數(shù)T=1s;時間滯后,純滯后τ=0.1s。

如果選擇λ=T=1s,根據(jù)Lambda整定方法得到的PID參數(shù)如下:



如果選擇最強參數(shù)λ=τ=0.1s,根據(jù)Lambda整定方法得到的PID參數(shù)如下:|



λ=1s和λ=0.1s的設定值階躍響應如圖1所示。

小純滯后對象不同λ時的設定值階躍響應
圖1 小純滯后對象不同λ時的設定值階躍響應


λ=T=1s時,根據(jù)PID控制器輸出的曲線可以看出設定值階躍響應速度基本上和開環(huán)響應速度一致,這是λ=T的結果也符合預期。


如果選擇λ=t=0.1s,設定值階躍響應速度只需要0.3s即可達到設定值。所以我們稱λ為期望閉環(huán)時間常數(shù)。λ越小閉環(huán)時間常數(shù)越小,閉環(huán)響應速度越快。λ越大閉環(huán)時間常數(shù)越大,閉環(huán)響應速度越慢。而且期望閉環(huán)時間常數(shù)λ最小值和純滯后時間τ有關。


對于小純滯后被控對象,選擇最強PID參數(shù),設定值階躍變化時也不會振蕩。但是如圖1(b)所示此時控制器的輸出變化會比較大,瞬時的PID控制器輸出大幅度變化在很多情況下都是不允許的。甚至選擇λ=T=1s時,如果設定值大幅度變化也會導致PID控制器輸出大幅度變化。


因為增加λ也會影響控制系統(tǒng)抑制干擾的能力,所以小純滯后對象不建議更大幅度地增大λ而是選擇比例先行PID或者限制設定值的變化速度。在閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,如何合理地選擇λ也是PID參數(shù)整定需要綜合考慮的地方。也有的資料認為在大時間常數(shù)對象中可以使用微分來改進控制性能,但實際上我們總可以通過設置不同的λ來獲得期望的控制性能,所以大時間常數(shù)對
象也不需要使用微分。

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