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PID、前饋控制相關(guān)筆記

 弓道自然_改名 2010-06-02
在閉環(huán)控制系統(tǒng),把系統(tǒng)的輸出量通過檢測裝置(傳感器)引向系統(tǒng)輸入端,與系統(tǒng)的輸入量進(jìn)行比較,從而得到反饋量與輸入量的偏差信號(hào),利用此偏差信號(hào)通過控制器(調(diào)節(jié)器)產(chǎn)生控制作用,從而糾正偏差。

       具有比例放大器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是有靜差系統(tǒng)。

       閉環(huán)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾性能。

       閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)于給定信號(hào)和檢測裝置中的擾動(dòng)無能為力。

       將比例調(diào)節(jié)器換成比例積分調(diào)節(jié)器之后,不僅改善了動(dòng)態(tài)性能,而且還能從根本上消除靜差,實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)節(jié)。

       電流截止負(fù)反饋是為了實(shí)現(xiàn)截流反饋,為了能夠保持電流不變,使它不超過允許值。電流負(fù)反饋的限流作用只應(yīng)在啟動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)存在,在正常運(yùn)行時(shí)必須去掉,使電流能自由的隨著負(fù)載增減。

       當(dāng)采用了轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的時(shí)候,轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí),將會(huì)比普通雙閉環(huán)系統(tǒng)更早一些達(dá)到平衡,使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)輸入等效偏差信號(hào)提前改變極性,從而使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退飽和的時(shí)間提前。

       電流正反饋和電壓負(fù)反饋(或轉(zhuǎn)速負(fù)反饋)是性質(zhì)完全不同的兩種控制作用,電壓(轉(zhuǎn)速)負(fù)反饋屬于被調(diào)量的負(fù)反饋,是“反饋控制”,具有反饋控制規(guī)律,比例放大器控制時(shí)穩(wěn)態(tài)總是有偏差的。放大倍數(shù)越大穩(wěn)態(tài)偏差越小,單總是存在。電流正反饋在調(diào)速系統(tǒng)中的作用不是這樣。從靜特性方程式上看,他不是用(1+K)去除速度偏差以減小靜差,而是用一個(gè)正項(xiàng)去抵消原系統(tǒng)中負(fù)的速度項(xiàng)。從這個(gè)特點(diǎn)看,電流正反饋不屬于“反饋控制”,而稱為“補(bǔ)償控制”或“前饋控制”,由于電流的大小反映了負(fù)載擾動(dòng),因此又叫做按擾動(dòng)量的補(bǔ)償控制。帶電流正反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)式一種前饋補(bǔ)償和閉環(huán)控制相結(jié)合的符合控制系統(tǒng)。
                    
                                    --------《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》  清華大學(xué)出版社


       引入微分負(fù)反饋可以進(jìn)一步改善系統(tǒng)的跟隨性能和抗干擾性能。

       在調(diào)節(jié)過程初、中期,比例控制起主要作用,在調(diào)節(jié)過程后期,積分控制起主要作用,并依靠它最后消除靜差。
 
                                     --------《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》   化學(xué)工業(yè)出版社       

 

總體而言:比例控制系統(tǒng)(P)為有靜差控制系統(tǒng),P越大,響應(yīng)越快,抗干擾能力越強(qiáng);在P的控制接觸上,引入前饋控制(正反饋)和積分控制(I)將組成無靜差控制系統(tǒng),并改善動(dòng)態(tài)性能。微分(D)將提高對(duì)擾動(dòng)的響應(yīng)能力,改善動(dòng)態(tài)性能。

從經(jīng)驗(yàn)上看,日系伺服常采用PID控制以及前饋控制,歐系伺服常采用PI+前饋控制。就我熟悉的包米勒伺服來說,其位置環(huán)采用P+速度前饋,速度環(huán)采用PI+力矩前饋,電流環(huán)采用PI控制。

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