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为什么采用I调节器及PI调节器能实现无静差?

发布时间:2019-07-28 11:24 来源:未知 编辑:admin

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  调节器的比例P,积分I,微分D 三种基本调节规律中,可以最终消除静差的是积分作用。

  比例(P)控制 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。

  由于比例控制必须在有输入误差信号时才起作用,所以当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。

  积分(I)控制 在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分(即误差存在的时间)成正比关系。

  对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分作用”。积分作用对误差的作用取决于时间的积分,即误差存在时间越长控制器的作用越大,随着时间的增加,积分作用会增大。这样,即便误差很小,控制器输出变化也会随着时间的增加而加大,使稳态误差进一步减小,直到等于零。

  微分(D)控制 在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。

  自动控制系统在克服系统误差的过程中,如果存在有较大惯性或滞后的环节或组件,使得代表被控参数的测量值滞后于被控参数的实际状态。有可能使自动控制系统出现振荡甚至失稳。解决的办法是使抑制误差控制器的输出变化“超前”, 即引入“微分”,它能根据误差变化的趋势“超前”改变控制器的输出。当误差一产生,即始很小,控制器也会产生一个很强并逐步减弱的的控制信号。从而避免了被控量的严重超调。 所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

  在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的 或简称有差系统(System with Steady-state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到接近于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后几乎无稳 态误差。(积分通过将误差进行积累之后可以明确具体存在多少的积累误差,对输入进行控制从而实现稳态输出,减少静态误差,误差存在正负之分,积累之后也会存在正负之分,因此,系统误差不断正负震荡从而实现稳定)

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