工程整定法确定PI控制器参数:阶跃输入信号,G(s)=523500/(s^3+87.35*s^2+10470*s)
- 首先根据系统传递函数G(s),求出其开环传递函数G0(s)和稳态误差系数Kv:
G0(s) = 523500/(s^3 + 87.35s^2 + 10470s) Kv = lim(s->0) G0(s) = 523500/10470 = 50
- 确定所需的闭环性能指标,例如超调量Mp和调节时间Tr,根据这些指标选择合适的PI控制器参数。
假设要求控制系统的超调量Mp小于5%且调节时间Tr小于1秒,则根据经验公式可得:
Kp = 0.6Kv/(MpTs) = 0.650/(0.051) = 600 Ti = 0.5Ts = 0.51 = 0.5
其中,Ts为系统的时间常数,可以通过计算系统的一阶惯性环节时间常数来估算,即:
Ts = 1/(10zetawn) = 1/(100.70714.138) = 0.099
其中,zeta为系统的阻尼比,可以通过计算系统的二阶特征方程根的实部与虚部比值来估算,即:
zeta = 0.5/wn = 0.5/14.138 = 0.035
- 对PI控制器进行整定,并进行模拟或实验验证性能。
根据所得的Kp和Ti值,搭建闭环控制系统,进行模拟或实验验证其性能指标是否满足要求。如果需要进一步优化系统性能,可以考虑采用自适应控制或者模型预测控制等高级控制方法。
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