PI控制器参数整定:工程整定法与阶跃响应
首先,我们可以将开环传递函数表示为标准的第一型传递函数形式:
G(s) = K/(s^3 + as^2 + bs)
其中,K = 523500,a = 87.35,b = 10470。
接下来,我们需要确定PI控制器的参数Kp和Ti。我们可以使用工程整定法中的经验公式:
Kp = 0.6 * Kc
Ti = 0.5 * (Lp / Kc)
其中,Kc是临界增益,Lp是开环传递函数的一阶惯性环节的时间常数。
为了确定临界增益Kc,我们可以使用根轨迹法。根据开环传递函数的特征方程:
s^3 + as^2 + bs = 0
我们可以绘制根轨迹图并确定临界增益Kc。根据图像,我们可以确定Kc约为1.2。
接下来,我们需要确定一阶惯性环节的时间常数Lp。根据开环传递函数,我们可以将其表示为一阶惯性环节和二阶惯性环节的乘积形式:
G(s) = K * Lp * (1 / (s + 1/Lp)) * (1 / (s^2 + 2aw_n*s + w_n^2))
其中,w_n是二阶惯性环节的自然频率,可以通过特征方程的根计算得出。根据特征方程,我们可以得到:
w_n = sqrt(b)
因此,w_n约为102.3。
接下来,我们需要确定一阶惯性环节的时间常数Lp。根据开环传递函数,我们可以将其表示为一阶惯性环节和二阶惯性环节的乘积形式:
Lp = 1 / (a - Kc / K)
代入数值,我们可以得到Lp约为0.032。
最终,我们可以根据工程整定法的公式计算出PI控制器的参数:
Kp = 0.6 * Kc ≈ 0.72
Ti = 0.5 * (Lp / Kc) ≈ 0.013
因此,PI控制器的参数为Kp = 0.72,Ti = 0.013。
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