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pi控制器

PI调节器是一种线性控制器,它根据给定值与实际输出值构成控制偏差,将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制。

pi控制器基本信息

pi控制器作用

比例调节作用:按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

积分调节作用:使系统消除稳态误差,提高无误差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

简单说来,PI控制器各校正环节的作用如下:

1.比例环节 即时成比例的反映控制系统的偏差信号,偏差一旦产生,控制器立即产生控制作用,以减少偏差。通常随着值的加大,闭环系统的超调量加大,系统响应速度加快,但是当增加到一定程度,系统会变得不稳定。

2.积分环节 主要用于消除静差,提高系统的无差度(型别)。 积分作用的强弱取决于积分常数,积分常数越大,积分作用越弱,反之越强。闭环系统的超调量越小,系统的响应速度变慢。

总的来说,在控制工程实践中,PI控制器主要是用来改善控制系统的稳态性能。

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pi控制器造价信息

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AC控制器

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pi控制器应用范围

适用于具有大惯性,大滞后特性的被控对象。如锅炉温度控制,风力发电机功率控制等。

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pi控制器定义

proportional integral controller

比例调节和积分调节

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pi控制器常见问题

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pi控制器文献

高维多变量系统集中式PI控制器设计 高维多变量系统集中式PI控制器设计

高维多变量系统集中式PI控制器设计

格式:pdf

大小:351KB

页数: 未知

针对高维多变量系统,基于等价传递函数理论研究全矩阵结构的PI控制器设计问题.同时考虑对象的稳态增益和响应速度两个因素,提出一种新的等价传递函数参数化方法;利用等价传递函数与被控过程的传递函数逆阵之间的关系,推导出等价传递函数的解析通式;在此基础上,结合经典的PID控制技术进行多变量系统集中式PI控制方法研究.最后通过典型工业过程实例,验证了所提出设计方法的简单性和有效性.

天线控制系统中P-Fuzzy-PI控制器的设计 天线控制系统中P-Fuzzy-PI控制器的设计

天线控制系统中P-Fuzzy-PI控制器的设计

格式:pdf

大小:351KB

页数: 3页

针对天线控制系统在应用中遇到的问题,从控制算法入手,分析了天线控制系统的组成,介绍了天线控制系统的设计,并对天线控制单元、天线驱动单元、轴角编码单元和安全保护单元做了详细描述。提出比例—模糊—比例积分(P-Fuzzy-PI)控制器,并以此为基础设计了使用的控制算法,并对其进行了仿真,仿真结果表明减小了系统超调,改善了系统动态性能,证实了该控制器的正确性。

比例-模糊-PI控制器简介

比例-模糊-PI控制器是在提高基本模糊控制器的精度和跟踪性能下,对语言变量取更多的语言值,即分挡越细,性能越好。但同时带来的缺点是规则数和系统的计算量也大大地增加,以至模糊控制规则表也更难把握,调试更加困难,或者不能满足实时控制的要求。

由于模糊控制没有积分环节,而且对输入量的处理是离散而有限的,即控制曲面是阶梯形而非平滑的,因而最终必然存在稳态误差,即可能在平衡点附近出现小振幅的振荡现象;而PI控制在小范围内调节效果是较理想的,其积分作用可消除稳态误差。2100433B

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预测PI控制预测PI控制器结构形式

图1为单位负反馈控制系统。Gc(s)是控制器,Gp(s)是被控对象的传递函数,由图1可得出闭环系统传递函数为:

可得出控制器的传递函数为:

现假设被控对象的数学模型为一阶加纯滞后模型 :
,则期望的闭环传递函数为:
。其中,
为可调参数,可控制闭环系统的响应速度,所以由上式可得控制器的传递函数为 :

则其预测 PI 的结构为(式1):

具有 PI 控制器的结构特点,而
为预测环节,预测控制器的基本结构如图 2所示。图2中:

式1中,

为微分算子,E(s),U(s)分别为控制器的输入和输出。式子右边第一项为 PI 控制器,能够提高控制器的鲁棒性, 在不同干扰存在和模型发生变化时,都能保持良好的控制性能。

第二项为预测控制器,引入预测控制项是为了克服纯滞后对控制系统的不利影响,可理解为控制器在 t 时刻的输出预测值是基于在时间区间

上的控制作用的,能够消除控制作用的盲目性。因此这种控制器被称为预测 PI(PPI)控制器,在控制器参数选取上,Kp一般选为过程增益的倒数,T 为过程的主导时间常数,
为过程的滞后时间。其中
是可调参数,当
时,系统的开环与闭环的响应时间常数一致;当
时,系统的闭环响应比开环响应要慢;当
时,系统的闭环响应比开环响应要快。由结构可知预测 PI 控制算法不仅具有 PI 算法的功能,又有预测功能,对带有滞后对象的系统能够进行有效控制,而且控制简单,参数调节方便直观 。2100433B

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比例控制将比例控制与其他控制结合

比例控制比例控制与积分控制结合(PI控制)

具有比例-积分控制规律的控制器,称PI控制器,其输出信号m(t)同时成比例地反应输入信号e(t)及其积分,即

式中,Kp为可调比例系数;Ti为可调积分时间常数。

在串联校正时,PI控制器相当于在系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。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;而增加的负实零点则用来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。只要积分时间常数Ti足够大,PI控制器对系统稳定性的不利影响可大为减弱。在控制工程实践中,PI控制器主要用来改善控制系统的稳态性能。

比例控制比例控制与微分控制结合(PD控制)

具有比例——微分控制规律的控制器,称为PD控制器,其输出m (t)与输入e(t)的关系如下式所示:

式中,Kp为比例系数;

为微分时间常数。Kp与
都是可调的参数。

PD控制器中的微分控制规律,能反应输入信号的变化趋势,产生有效的早期修正信号,以增加系统的阻尼程度,从而改善系统的稳定性。在串联校正时,可使系统增加一个

的开环零点,使系统的相角裕度提高,因而有助于系统动态性能的改善。

比例控制比例、积分、微分控制结合(PID控制)

具有比例-积分-微分控制规律的控制器,称PID控制器。这种组合具有三种基本规律各自的特点,其运动方程为

相应的传递函数为

与PI控制器相比,PID控制器除了同样具有提高系统的稳态性能的优点外,还多提供一个负实零点,从而在提高系统动态性能方面,具有更大的优越性。因此,在工业过程控制系统中,广泛使用PID控制器。PID控制器各部分参数的选择,在系统现场调试中最后确定。通常,应使I部分发生在系统频率特性的低频段,以提高系统的稳态性能;而使D部分发生在系统频率特性的中频段,以改善系统的动态性能。

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