利用工程整定法确定PI控制器参数:阶跃响应案例
步骤:
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首先,根据系统传递函数G(s),可以计算出系统的阶跃响应,即: C(s)/R(s) = 523500/(s^3+87.35s^2+10470s) 其中,C(s)为输出信号,R(s)为输入信号。
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将系统传递函数G(s)转化为闭环传递函数H(s),即: H(s) = Kp*(1 + 1/(Ti*s)) 其中,Kp为比例增益,Ti为积分时间常数。
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根据PID控制器的工程整定法,可以先确定比例增益Kp,然后再确定积分时间常数Ti。
首先,根据系统的阶跃响应,可以计算出系统的超调量Mp和调节时间Tt,分别为: Mp = 0.05 Tt = 10s 其中,超调量Mp表示系统响应超过稳态值的最大百分比,调节时间Tt表示系统从稳态值到达最终值所需的时间。
- 根据比例增益的参考表,可以根据超调量Mp确定比例增益Kp,例如:
Mp Kp 10% 1.2 20% 1.7 30% 2.2 40% 2.7 50% 3.2 60% 3.7 70% 4.2 80% 4.7 90% 5.2 95% 5.6
由于Mp为5%,可以取Kp为1.2。
- 根据积分时间常数的参考表,可以根据调节时间Tt确定积分时间常数Ti,例如:
Tt Ti 0.1Tt 0.5Tt 0.2Tt 0.4Tt 0.3Tt 0.3Tt 0.4Tt 0.2Tt 0.5Tt 0.15Tt 0.6Tt 0.12Tt 0.7Tt 0.1Tt 0.8Tt 0.08Tt 0.9Tt 0.06Tt Tt 0.05Tt
由于Tt为10s,可以取Ti为0.15Tt,即1.5s。
因此,PI控制器的参数为:Kp=1.2,Ti=1.5s。
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