首先,将传递函数 Gs 和比例积分调节器 Cs 相乘得到闭环传递函数 Gc:

Gc = Gs * Cs = (0.9643/(16.335s^2 + 11.55s + 1)) * (Kp*(1 + 1/(Ti*s)))

将 Gc 整理得到特征方程:

16.335KpTi*s^3 + (11.55KpTi + 0.9643)s^2 + (KpTi + 11.55)s + Kp = 0

根据劳斯判据,特征方程的系数必须满足以下条件:

  1. 所有系数必须为正数。
  2. 任意两个相邻的系数符号必须不同。

对于特征方程的第一项,16.335KpTi,Kp 和 Ti 都是大于 0 的常数,因此它是正数。

对于特征方程的第二项,11.55KpTi + 0.9643,要使其为正数,可以得到以下不等式:

11.55KpTi + 0.9643 > 0

对于特征方程的第三项,KpTi + 11.55,要使其为正数,可以得到以下不等式:

KpTi + 11.55 > 0

最后,对于特征方程的第四项,Kp,Kp = 3,因此它是正数。

根据以上条件,可以得到 Kp 的取值范围:

11.55Ti > -0.9643 KpTi > -11.55

当 Kp = 3 时,代入上述不等式,可以得到:

11.55Ti > -0.9643 3Ti > -11.55

解以上不等式,得到:

Ti > -0.0836 Ti > -3.85

因此,当 Kp = 3 时,Ti 的取值范围是 Ti > -0.0836。

比例积分调节器设计:劳斯判据求Ti取值范围

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