数字控制器的模拟化设计.ppt

位置式控制算式或位置式PID控制算法PID位置式算式的递推形式PID控制的增量式算式△u(k)=u(k)-u(k-1)=a0e(k)-a1e(k-1)+a2e(k-2)PID控制算法的模拟表达式：复习数字PID控制算法的改进——防止积分整量化误差的方法U(k)=m(k)+kpTe(k)/TI第62页,共83页，星期六，2024年，5月PID数字控制器的参数整定方法：扩充临界比例度法（稳定边界法）、扩充响应曲线法、试凑法（1）整定比例部分。（2）如果仅调节比例调节器参数，系统的静差还达不到设计要求时，则需加入积分环节。（3）若使用比例积分器，能消除静差，但动态过程经反复调整后仍达不到要求，这时可加入微分环节。复习第63页,共83页，星期六，2024年，5月按二阶工程设计法设计数字控制器二阶品质最佳的系统开环传函基本公式:二阶工程设计法简单的整定原则：即只要将系统的开环传递函数整定为：“积分与惯性相串联的形式，并且是二者的系数相差二倍即可”。复习第64页,共83页，星期六，2024年，5月七．PID数字控制器设计举例用模拟调节规律离散化的方法设计一个轧机位置控制系统的数字控制器。（一）轧机系统的数学模型及数字控制器算式该系统的主回路主要由电液伺服阀、液压缸及作位移检测的差动变压器等组成。第65页,共83页，星期六，2024年，5月简化框图如图3—26所示。A/D转换器数字PIDD/A转换器功率放大器电液伺服阀液压缸差动变压器电压放大器A/D转换器给定值微型计算机图3-26轧机液压厚度调节框图第66页,共83页，星期六，2024年，5月不考虑外来干扰，轧机位置反馈系统原理框图如图3—27所示。不考虑D（s）（校正环节传函），轧机系统的开环传函原为6阶，从中找出影响系统动态性能的主要环节和参数，对其进行简化，得到系统开环传函：第67页,共83页，星期六，2024年，5月（3—53）令将其代入式（3—53），得（3—54）且Ts1＞Ts2第68页,共83页，星期六，2024年，5月从快速性和稳定性角度来看，用微机实现对轧机系统的动态校正，就要求包含有微机的轧机系统具有二阶最佳设计的基本形式，整个系统的开环传函为（3—55）为把式（3—55）化成（3—52），应选择D（s）为PI调节器，即(3—56)为使调节器能抵消轧机系统中较大的时间常数Ts1，可选择：τ=Ts1(3—57)式（3—55）化成（3—58）第69页,共83页，星期六，2024年，5月