PI控制器参数整定:基于工程整定法与阶跃响应
- 首先,将开环传递函数转化为闭环传递函数,即加入PI控制器的传递函数:
Gc(s) = Kp * (1 + 1/(Ti*s))
G(s) = Gc(s) * Gp(s)
其中,Gp(s)为开环传递函数。
- 将阶跃信号作为输入信号,即:
R(s) = 1/s
- 计算闭环传递函数:
H(s) = G(s) / (1 + G(s))
- 将H(s)化简,得到:
H(s) = Kp * (Tis+1) / (523500 * Ti * s^4 + (523500+Ti10470) * s^3 + (87.35Ti523500+Ti^210470+523500) * s^2 + (87.35Ti^2523500) * s + 87.35Ti^3*523500)
- 由于阶跃信号的拉普拉斯变换为1/s,因此闭环传递函数的单位跃跃响应为:
C(s) / R(s) = H(s) / (1 + H(s))
C(s) / R(s) = 1 / s * H(s) / (1 + H(s))
- 对闭环传递函数进行整定,使得单位跃跃响应的超调量为5%、调节时间为1秒,得到Kp和Ti的值:
Kp = 0.6 / (523500 * 1.0765)
Ti = 1.0765 / 87.35
因此,PI控制器的参数为Kp = 6.947e-9,Ti = 0.01234。
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