自动控制原理课件之第六章线性系统的校正方法.ppt

自动控制原理杭州电子科技大学杭州电子科技大学“自动控制原理自动控制原理”精品课程课题组精品课程课题组2006年度浙江省精品课程第六章 线性系统的校正方法ØØ引言引言ØØ6.1 系统校正设计基础系统校正设计基础ØØ6.2 线性系统的基本控制规律线性系统的基本控制规律ØØ6.3 串联校正串联校正ØØ6.4 反馈校正和复合校正反馈校正和复合校正1.1.1.1.线性控制系统理论的基本内容线性控制系统理论的基本内容线性控制系统理论的基本内容线性控制系统理论的基本内容l l系系系系统统统统建建建建模模模模：：：：微微微微分分分分/ / / /差差差差分分分分方方方方程程程程、、、、传传传传递递递递函函函函数数数数、、、、方方方方框框框框图图图图、、、、信号流图、频率特性、状态空间表达式等信号流图、频率特性、状态空间表达式等信号流图、频率特性、状态空间表达式等信号流图、频率特性、状态空间表达式等l l系系系系统统统统分分分分析析析析：：：：时时时时域域域域分分分分析析析析、、、、频频频频域域域域分分分分析析析析、、、、根根根根轨轨轨轨迹迹迹迹分分分分析析析析、、、、状态空间分析等状态空间分析等状态空间分析等状态空间分析等l l系系系系统统统统综综综综合合合合：：：：校校校校正正正正、、、、状状状状态态态态空空空空间间间间综综综综合合合合法法法法、、、、鲁鲁鲁鲁棒棒棒棒优优优优化化化化法等法等法等法等引言2.2.2.2.控制系统设计和校正控制系统设计和校正控制系统设计和校正控制系统设计和校正ØØ设设设设计计计计问问问问题题题题：：：：根根根根据据据据给给给给定定定定被被被被控控控控对对对对象象象象和和和和自自自自动动动动控控控控制制制制的的的的技技技技术术术术要要要要求求求求，，，，进进进进行行行行控控控控制制制制器器器器设设设设计计计计，，，，使使使使控控控控制制制制器器器器与与与与被被被被控控控控对对对对象象象象组组组组成成成成的的的的系统能较好地完成自动控制任务。

系统能较好地完成自动控制任务系统能较好地完成自动控制任务系统能较好地完成自动控制任务ØØ校校校校正正正正问问问问题题题题：：：：一一一一种种种种原原原原理理理理性性性性的的的的局局局局部部部部设设设设计计计计在在在在系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本部部部部分分分分（（（（通通通通常常常常指指指指对对对对象象象象、、、、执执执执行行行行机机机机构构构构、、、、测测测测量量量量元元元元件件件件等等等等主主主主要要要要部部部部件件件件））））已已已已确确确确定定定定的的的的条条条条件件件件下下下下，，，，设设设设计计计计校校校校正正正正装装装装置置置置的的的的传传传传函函函函和和和和调调调调整整整整系统放大倍数，使系统动态性能满足一定的要求系统放大倍数，使系统动态性能满足一定的要求系统放大倍数，使系统动态性能满足一定的要求系统放大倍数，使系统动态性能满足一定的要求ØØ两两两两者者者者区区区区别别别别：：：：设设设设计计计计问问问问题题题题要要要要求求求求设设设设计计计计整整整整个个个个控控控控制制制制器器器器( (包包包包括括括括设设设设备备备备选选选选型型型型、、、、可可可可靠靠靠靠性性性性、、、、经经经经济济济济性性性性等等等等实实实实际际际际问问问问题题题题) )，，，，而而而而校校校校正正正正问问问问题题题题设设设设计的只是控制器的一部分（校正装置）。

计的只是控制器的一部分（校正装置）计的只是控制器的一部分（校正装置）计的只是控制器的一部分（校正装置）3.3.3.3.校正问题的三要素校正问题的三要素校正问题的三要素校正问题的三要素①①①①系系系系统统统统基基基基本本本本部部部部分分分分（（（（原原原原有有有有部部部部分分分分、、、、固固固固有有有有部部部部分分分分））））：：：：被被被被控控控控对对对对象象象象、、、、控控控控制制制制器器器器基基基基本本本本部部部部分分分分（（（（放放放放大大大大元元元元件件件件、、、、测测测测量量量量元元元元件件件件））））放大元件增益可调，其余参数固定放大元件增益可调，其余参数固定放大元件增益可调，其余参数固定放大元件增益可调，其余参数固定————给定给定给定给定②②②②系统的性能要求系统的性能要求系统的性能要求系统的性能要求————给定给定给定给定③③③③校校校校正正正正装装装装置置置置：：：：当当当当通通通通过过过过调调调调整整整整放放放放大大大大元元元元件件件件增增增增益益益益仍仍仍仍不不不不能能能能满满满满足足足足系系系系统统统统性性性性能能能能时时时时，，，，需需需需要要要要增增增增加加加加附附附附加加加加装装装装置置置置来来来来改改改改善善善善系系系系统统统统性性性性能能能能————需设计（未知）需设计（未知）需设计（未知）需设计（未知）4. 4. 4. 4. 校正的实质校正的实质校正的实质校正的实质ØØ通过改变系统的零极点来改变系统性能。

通过改变系统的零极点来改变系统性能通过改变系统的零极点来改变系统性能通过改变系统的零极点来改变系统性能5.5.5.5.校正装置的实现校正装置的实现校正装置的实现校正装置的实现l l通通通通常常常常是是是是参参参参数数数数易易易易于于于于调调调调整整整整的的的的专专专专用用用用装装装装置置置置（（（（模模模模电电电电或或或或数数数数电电电电装装装装置）置）置）置）l l校校校校正正正正方方方方式式式式多多多多样样样样化化化化：：：：串串串串联联联联校校校校正正正正、、、、反反反反馈馈馈馈校校校校正正正正、、、、前前前前馈馈馈馈补补补补偿等偿等偿等偿等l l注意注意注意注意：校正方案不唯一：校正方案不唯一：校正方案不唯一：校正方案不唯一6.1 系统校正设计基础系统校正设计基础一、性能指标一、性能指标ØØ评评评评价价价价控控控控制制制制系系系系统统统统优优优优劣劣劣劣的的的的性性性性能能能能指指指指标标标标是是是是由由由由系系系系统统统统在在在在典典典典型型型型输输输输入入入入下输出响应的某些特点统一规定的下输出响应的某些特点统一规定的下输出响应的某些特点统一规定的下输出响应的某些特点统一规定的。

1. 1. 常用时域性能指标常用时域性能指标常用时域性能指标常用时域性能指标（主要对阶跃响应定义）（主要对阶跃响应定义）（主要对阶跃响应定义）（主要对阶跃响应定义）l l超超超超调调调调量量量量、、、、调调调调节节节节时时时时间间间间、、、、上上上上升升升升时时时时间间间间、、、、无无无无差差差差度度度度、、、、稳稳稳稳态态态态误差或开环增益等误差或开环增益等误差或开环增益等误差或开环增益等2. 2. 常用的频域指标常用的频域指标常用的频域指标常用的频域指标l l闭环频域指标闭环频域指标闭环频域指标闭环频域指标：峰值比：峰值比：峰值比：峰值比MMr r /M /M0 0、峰值频率、带宽、峰值频率、带宽、峰值频率、带宽、峰值频率、带宽l l开环频域指标开环频域指标开环频域指标开环频域指标：剪切频率、稳定裕度：剪切频率、稳定裕度：剪切频率、稳定裕度：剪切频率、稳定裕度3. 3. 常用的复数域指标常用的复数域指标常用的复数域指标常用的复数域指标l l通常以系统闭环极点在复平面的分布区域来定义通常以系统闭环极点在复平面的分布区域来定义通常以系统闭环极点在复平面的分布区域来定义通常以系统闭环极点在复平面的分布区域来定义。

ηθ几点说明：几点说明：几点说明：几点说明：ØØ上上上上述述述述这这这这些些些些性性性性能能能能指指指指标标标标之之之之间间间间有有有有一一一一定定定定的的的的换换换换算算算算关关关关系系系系，，，，但但但但有有有有时时时时很复杂ØØ动动动动态态态态性性性性能能能能各各各各指指指指标标标标之之之之间间间间对对对对系系系系统统统统的的的的参参参参数数数数与与与与结结结结构构构构的的的的要要要要求求求求往往往往往存在矛盾往存在矛盾往存在矛盾往存在矛盾l l稳稳稳稳态态态态误误误误差差差差与与与与稳稳稳稳定定定定性性性性对对对对系系系系统统统统开开开开环环环环增增增增益益益益、、、、积积积积分分分分环环环环节节节节数目的要求；数目的要求；数目的要求；数目的要求；l l系统快速性与抑制噪声能力对带宽的要求系统快速性与抑制噪声能力对带宽的要求系统快速性与抑制噪声能力对带宽的要求系统快速性与抑制噪声能力对带宽的要求ØØ性性性性能能能能指指指指标标标标通通通通常常常常由由由由控控控控制制制制系系系系统统统统的的的的使使使使用用用用单单单单位位位位或或或或被被被被控控控控对对对对象象象象的的的的制造单位提出。

制造单位提出制造单位提出制造单位提出ØØ一个具体系统对指标的要求应有所侧重一个具体系统对指标的要求应有所侧重一个具体系统对指标的要求应有所侧重一个具体系统对指标的要求应有所侧重l l调速系统对平稳性和稳态精度要求严格；调速系统对平稳性和稳态精度要求严格；调速系统对平稳性和稳态精度要求严格；调速系统对平稳性和稳态精度要求严格；l l随动系统对快速性期望很高随动系统对快速性期望很高随动系统对快速性期望很高随动系统对快速性期望很高ØØ性能指标的提出要有依据，不能脱离实际性能指标的提出要有依据，不能脱离实际性能指标的提出要有依据，不能脱离实际性能指标的提出要有依据，不能脱离实际l l负载能力的约束；负载能力的约束；负载能力的约束；负载能力的约束；l l能源功率的约束等能源功率的约束等能源功率的约束等能源功率的约束等二、几种校正方式二、几种校正方式ØØ根根根根据据据据校校校校正正正正装装装装置置置置加加加加入入入入系系系系统统统统的的的的方方方方式式式式和和和和所所所所起起起起的的的的作作作作用用用用不不不不同同同同，，，，可将其作如下分类：可将其作如下分类：可将其作如下分类：可将其作如下分类：相当于相当于对给定对给定值信号值信号进行整进行整形和滤形和滤波后再波后再送入反送入反馈系统馈系统对对扰扰动动信信号号直直接接或或间间测测量量，，形形成成附附加加扰扰动动补补偿偿通通道道说明：说明：说明：说明：ØØ串串串串联联联联校校校校正正正正和和和和反反反反馈馈馈馈校校校校正正正正属属属属于于于于主主主主反反反反馈馈馈馈回回回回路路路路之之之之内内内内的的的的校校校校 正。

正ØØ前馈补偿和扰动补偿属于主回路之外校正前馈补偿和扰动补偿属于主回路之外校正前馈补偿和扰动补偿属于主回路之外校正前馈补偿和扰动补偿属于主回路之外校正ØØ对对对对系系系系统统统统校校校校正正正正可可可可采采采采取取取取以以以以上上上上几几几几种种种种方方方方式式式式中中中中任任任任何何何何一一一一种种种种，，，，也也也也可采用某种组合可采用某种组合可采用某种组合可采用某种组合三、校正设计的方法三、校正设计的方法1.1.1.1.频率法频率法频率法频率法l l基基基基本本本本思思思思想想想想：：：：利利利利用用用用适适适适当当当当校校校校正正正正装装装装置置置置的的的的BodeBodeBodeBode图图图图，，，，配配配配合合合合开开开开环环环环增增增增益益益益调调调调整整整整来来来来修修修修改改改改原原原原来来来来开开开开环环环环系系系系统统统统BodeBodeBodeBode图图图图，，，，使使使使得得得得开开开开环环环环系系系系统统统统经经经经校校校校正正正正和和和和增增增增益益益益调调调调整整整整后后后后的的的的BodeBodeBodeBode图图图图符符符符合合合合性性性性能能能能指指指指标要求。

标要求原开环Bode图＋校正环节Bode图＋增益调整＝校正后的开环Bode图2.2.2.2.根轨迹法根轨迹法根轨迹法根轨迹法ØØ在在在在系系系系统统统统中中中中加加加加入入入入校校校校正正正正装装装装置置置置，，，，相相相相当当当当于于于于增增增增加加加加了了了了新新新新的的的的开开开开环环环环零零零零极极极极点点点点，，，，这这这这些些些些零零零零极极极极点点点点将将将将使使使使校校校校正正正正后后后后的的的的闭闭闭闭环环环环根根根根轨轨轨轨迹迹迹迹，，，，向向向向有有有有利利利利于于于于改改改改善善善善系系系系统统统统性性性性能能能能的的的的方方方方向向向向改改改改变变变变，，，，系系系系统统统统闭闭闭闭环环环环零零零零极点重新布置，从而满足闭环系统性能要求极点重新布置，从而满足闭环系统性能要求极点重新布置，从而满足闭环系统性能要求极点重新布置，从而满足闭环系统性能要求6.2 线性系统的基本控制规律线性系统的基本控制规律 问题的提出问题的提出问题的提出问题的提出ØØ确确确确定定定定校校校校正正正正装装装装置置置置的的的的具具具具体体体体形形形形式式式式时时时时，，，，应应应应先先先先了了了了解解解解校校校校正正正正装装装装置置置置所提供的控制规律，以便选择相应的元件。

所提供的控制规律，以便选择相应的元件所提供的控制规律，以便选择相应的元件所提供的控制规律，以便选择相应的元件ØØ比比比比例例例例、、、、微微微微分分分分、、、、积积积积分分分分，，，，或或或或其其其其组组组组合合合合，，，，如如如如比比比比例例例例－－－－微微微微分分分分、、、、比比比比例例例例－－－－积积积积分分分分、、、、比比比比例例例例－－－－积积积积分分分分－－－－微微微微分分分分等等等等，，，，是是是是最最最最基基基基本本本本的的的的控制规律控制规律控制规律控制规律 ØØ增增增增加加加加校校校校正正正正装装装装置置置置，，，，可可可可改改改改变变变变描描描描述述述述系系系系统统统统运运运运动动动动过过过过程程程程的的的的微微微微分分分分方方方方程程程程，从而改变，从而改变，从而改变，从而改变系统响应系统响应系统响应系统响应ØØ具具具具有有有有不不不不同同同同比比比比例例例例关关关关系系系系的的的的校校校校正正正正器器器器可可可可改改改改变变变变微微微微分分分分方方方方程程程程系系系系数数数数，，，，调整系统零极点分布，从而改变系统响应调整系统零极点分布，从而改变系统响应。

调整系统零极点分布，从而改变系统响应调整系统零极点分布，从而改变系统响应ØØ具具具具有有有有微微微微分分分分和和和和积积积积分分分分功功功功能能能能的的的的校校校校正正正正器器器器可可可可在在在在更更更更大大大大程程程程度度度度上上上上改改改改变变变变系系系系统统统统运运运运动动动动方方方方程程程程，，，，使使使使系系系系统统统统具具具具有有有有所所所所要要要要求求求求的的的的暂暂暂暂态态态态和和和和稳稳稳稳态态态态性性性性能一、比例一、比例一、比例一、比例( P )( P )( P )( P )控制规律控制规律控制规律控制规律ØØ具具具具有有有有比比比比例例例例控控控控制制制制规规规规律律律律的的的的控控控控制制制制器器器器，，，，称称称称为为为为比比比比例例例例(P)(P)控控控控制制制制器器器器则图则图则图则图6-26-2中中中中 称为比例控制器增益称为比例控制器增益称为比例控制器增益称为比例控制器增益图图6-2 6-2 控制系控制系统统ØØ改变了系统的极点改变了系统的极点改变了系统的极点改变了系统的极点举例：举例：ØØ加大控制器增益加大控制器增益加大控制器增益加大控制器增益K Kp p，会降低系统的相对稳定性，会降低系统的相对稳定性，会降低系统的相对稳定性，会降低系统的相对稳定性讨论：讨论：讨论：讨论：1. 1.比比比比例例例例控控控控制制制制器器器器实实实实质质质质上上上上是是是是一一一一个个个个具具具具有有有有可可可可调调调调增增增增益益益益的的的的放放放放大大大大器器器器。

只改变信号的增益而不影响其相位只改变信号的增益而不影响其相位只改变信号的增益而不影响其相位只改变信号的增益而不影响其相位2. 2.加加加加大大大大控控控控制制制制器器器器增增增增益益益益K Kp p，，，，可可可可提提提提高高高高系系系系统统统统开开开开环环环环增增增增益益益益，，，，减减减减小小小小稳稳稳稳态态态态误误误误差差差差，，，，从从从从而而而而提提提提高高高高系系系系统统统统控控控控制制制制精精精精度度度度，，，，但但但但降降降降低低低低系系系系统统统统的相对稳定性的相对稳定性的相对稳定性的相对稳定性，甚至可能造成闭环系统不稳定甚至可能造成闭环系统不稳定甚至可能造成闭环系统不稳定甚至可能造成闭环系统不稳定3. 3.很少单独使用比例控制很少单独使用比例控制很少单独使用比例控制很少单独使用比例控制规律二、比例二、比例二、比例二、比例————微分微分微分微分( PD )( PD )( PD )( PD )控制规律控制规律控制规律控制规律ØØ具具具具有有有有比比比比例例例例－－－－微微微微分分分分控控控控制制制制规规规规律律律律的的的的控控控控制制制制器器器器，，，，称称称称为为为为比比比比例例例例－－－－微分微分微分微分( PD )( PD )控制器。

则图控制器则图控制器则图控制器则图6-26-2中的中的中的中的 其其其其中中中中K Kp p为为为为比比比比例例例例系系系系数数数数，，，，T Td d为为为为微微微微分分分分时时时时间间间间常常常常数数数数K Kp p和和和和T Td d都都都都是是是是可调的参数可调的参数可调的参数可调的参数讨论：讨论：讨论：讨论：1. 1.PDPD控控控控制制制制器器器器中中中中的的的的微微微微分分分分控控控控制制制制规规规规律律律律，，，，能能能能反反反反应应应应输输输输入入入入信信信信号号号号的的的的变变变变化化化化趋趋趋趋势势势势，产生有效的，产生有效的，产生有效的，产生有效的早期修正信号早期修正信号早期修正信号早期修正信号2. 2.增加系统的阻尼程度增加系统的阻尼程度增加系统的阻尼程度增加系统的阻尼程度，，，，改善系统的稳定性改善系统的稳定性改善系统的稳定性改善系统的稳定性3. 3.增增增增加加加加一一一一个个个个－－－－1/1/T Td d的的的的开开开开环环环环零零零零点点点点，，，，使使使使系系系系统统统统的的的的相相相相角角角角裕裕裕裕量量量量增增增增加加加加，，，，有有有有助于系统动态性能的改善。

助于系统动态性能的改善助于系统动态性能的改善助于系统动态性能的改善4. 4.微微微微分分分分控控控控制制制制只只只只对对对对动动动动态态态态过过过过程程程程起起起起作作作作用用用用，，，，而而而而对对对对常常常常值值值值稳稳稳稳态态态态过过过过程程程程没没没没有有有有影影影影响，且响，且响，且响，且对系统噪声非常敏感对系统噪声非常敏感对系统噪声非常敏感对系统噪声非常敏感5. 5.单单单单一一一一的的的的微微微微分分分分控控控控制制制制器器器器不不不不宜宜宜宜与与与与被被被被控控控控对对对对象象象象串串串串联联联联起起起起来来来来单单单单独独独独使使使使用用用用一一一一般以般以般以般以PDPD或或或或PIDPID控制器的形式控制器的形式控制器的形式控制器的形式应用于实际的控制系统应用于实际的控制系统应用于实际的控制系统应用于实际的控制系统ØØ例例例例6-16-1 设设设设比比比比例例例例——微微微微分分分分控控控控制制制制系系系系统统统统如如如如图图图图6-36-3所所所所示示示示，，，，试试试试分分分分析析析析PDPD控制器对系统性能的影响控制器对系统性能的影响控制器对系统性能的影响。

控制器对系统性能的影响图6-3 比例－微分控制系统ØØ解解解解 无无无无PDPD控制器时，系统的特征方程为控制器时，系统的特征方程为控制器时，系统的特征方程为控制器时，系统的特征方程为 显显显显然然然然，，，，系系系系统统统统的的的的阻阻阻阻尼尼尼尼比比比比等等等等于于于于零零零零，，，，系系系系统统统统处处处处于于于于临临临临界界界界稳稳稳稳定定定定状状状状态态态态，，，，即即即即实实实实际际际际上上上上的的的的不不不不稳稳稳稳定定定定状状状状态态态态接接接接入入入入PDPD控控控控制制制制器器器器后后后后，，，，系统的特征方程为系统的特征方程为系统的特征方程为系统的特征方程为 其阻尼比其阻尼比其阻尼比其阻尼比 因此闭环系统是稳定的因此闭环系统是稳定的因此闭环系统是稳定的因此闭环系统是稳定的三、积分三、积分三、积分三、积分( I )( I )( I )( I )控制规律控制规律控制规律控制规律 ØØ具具具具有有有有积积积积分分分分控控控控制制制制规规规规律律律律的的的的控控控控制制制制器器器器，，，，称称称称为为为为积积积积分分分分(I)(I)控控控控制制制制器器器器。

则图则图则图则图6-26-2中中中中 其其其其中中中中T Ti i为为为为可可可可调调调调比比比比例例例例系系系系数数数数由由由由于于于于积积积积分分分分控控控控制制制制器器器器的的的的积积积积分分分分作作作作用用用用，，，，当当当当输输输输入入入入信信信信号号号号消消消消失失失失后后后后，，，，输输输输出出出出信信信信号号号号有有有有可可可可能能能能是是是是一一一一个个个个不不不不为零的常量为零的常量为零的常量为零的常量讨论：讨论：讨论：讨论：ØØ积积积积分分分分控控控控制制制制可可可可以以以以提提提提高高高高系系系系统统统统的的的的型型型型别别别别（（（（无无无无差差差差度度度度）））），，，，有有有有利利利利于于于于系统系统系统系统稳态性能的提高稳态性能的提高稳态性能的提高稳态性能的提高ØØ积积积积分分分分控控控控制制制制使使使使系系系系统统统统增增增增加加加加了了了了一一一一个个个个位位位位于于于于原原原原点点点点的的的的开开开开环环环环极极极极点点点点，，，，使信号使信号使信号使信号产生产生产生产生90°90°90°90°的相角滞后的相角滞后的相角滞后的相角滞后，对系统，对系统，对系统，对系统稳定性不利稳定性不利稳定性不利稳定性不利。

ØØ在在在在控控控控制制制制系系系系统统统统的的的的校校校校正正正正设设设设计计计计中中中中，，，，通通通通常常常常不不不不宜宜宜宜采采采采用用用用单单单单一一一一的的的的积积积积分控制器分控制器分控制器分控制器四、比例四、比例四、比例四、比例————积分积分积分积分( PI )( PI )( PI )( PI )控制规律控制规律控制规律控制规律ØØ具具具具有有有有比比比比例例例例——积积积积分分分分控控控控制制制制规规规规律律律律的的的的控控控控制制制制器器器器，，，，称称称称为为为为比比比比例例例例－－－－积分积分积分积分(PI)(PI)控制器则图控制器则图控制器则图控制器则图6-26-2中中中中 其中其中其中其中K Kp p为可调比例系数，为可调比例系数，为可调比例系数，为可调比例系数，T Ti i为可调积分时间常数为可调积分时间常数为可调积分时间常数为可调积分时间常数讨论：讨论：讨论：讨论：ØØPIPI控控控控制制制制器器器器相相相相当当当当于于于于在在在在系系系系统统统统中中中中增增增增加加加加一一一一个个个个位位位位于于于于原原原原点点点点的的的的开开开开环环环环极极极极点点点点，，，，同同同同时时时时也也也也增增增增加加加加了了了了一一一一个个个个位位位位于于于于s s左左左左半半半半平平平平面面面面的的的的开开开开环环环环零零零零点。

点ØØ增增增增加加加加的的的的极极极极点点点点可可可可以以以以提提提提高高高高系系系系统统统统的的的的型型型型別別別別数数数数，，，，消消消消除除除除或或或或减减减减小小小小系系系系统稳态误差，改善系统稳态性能；统稳态误差，改善系统稳态性能；统稳态误差，改善系统稳态性能；统稳态误差，改善系统稳态性能；ØØ在在在在实实实实际际际际控控控控制制制制系系系系统统统统中中中中，，，，PIPI控控控控制制制制器器器器主主主主要要要要用用用用来来来来改改改改善善善善系系系系统统统统稳稳稳稳态性能态性能态性能态性能ØØ例例例例6-26-2 设设设设比比比比例例例例－－－－积积积积分分分分控控控控制制制制系系系系统统统统如如如如图图图图6-46-4所所所所示示示示，，，，试试试试分分分分析析析析PIPI控制器对系统稳态性能的改善作用控制器对系统稳态性能的改善作用控制器对系统稳态性能的改善作用控制器对系统稳态性能的改善作用 图6-4 比例—积分控制系统ØØ解解解解 接入接入接入接入PIPI控制器后，系统的开环传递函数为控制器后，系统的开环传递函数为控制器后，系统的开环传递函数为控制器后，系统的开环传递函数为ØØ 可可可可见见见见，，，，系系系系统统统统由由由由原原原原来来来来的的的的Ⅰ Ⅰ型型型型系系系系统统统统提提提提高高高高到到到到ⅡⅡ型型型型系系系系统统统统。

采采采采用用用用PIPI控制器后，系统的特征方程为控制器后，系统的特征方程为控制器后，系统的特征方程为控制器后，系统的特征方程为 由由由由劳劳劳劳斯斯斯斯判判判判据据据据 可可可可知知知知，，，，若若若若PIPI控控控控制制制制器器器器的积分时间常数的积分时间常数的积分时间常数的积分时间常数T Ti i > >T T，可保证闭环系统的稳定性可保证闭环系统的稳定性可保证闭环系统的稳定性可保证闭环系统的稳定性 五、比例－积分－微分五、比例－积分－微分五、比例－积分－微分五、比例－积分－微分( PID )( PID )( PID )( PID )控制规律控制规律控制规律控制规律ØØ具具具具有有有有比比比比例例例例－－－－积积积积分分分分－－－－微微微微分分分分控控控控制制制制规规规规律律律律的的的的控控控控制制制制器器器器，，，，称称称称为为为为比比比比例－积分－微分例－积分－微分例－积分－微分例－积分－微分( PID )( PID )控制器。

则图控制器则图控制器则图控制器则图6-26-2中的中的中的中的ØØ若若4 4T Td d / /T Ti i ＜＜1 1，则，则 式中式中 讨论：讨论：讨论：讨论：ØØ利利利利用用用用PIDPID控控控控制制制制器器器器校校校校正正正正时时时时，，，，除除除除可可可可使使使使系系系系统统统统的的的的型型型型別別別別提提提提高高高高一一一一级级级级外，还将提供外，还将提供外，还将提供外，还将提供两个负实零点两个负实零点两个负实零点两个负实零点ØØ与与与与PIPI控控控控制制制制器器器器相相相相比比比比，，，，PIDPID控控控控制制制制器器器器除除除除了了了了同同同同样样样样具具具具有有有有提提提提高高高高系系系系统统统统的的的的稳稳稳稳态态态态性性性性能能能能的的的的优优优优点点点点外外外外，，，，还还还还多多多多提提提提供供供供一一一一个个个个负负负负实实实实零零零零点点点点，，，，从而在提高系统动态性能方面，具有更大优越性从而在提高系统动态性能方面，具有更大优越性从而在提高系统动态性能方面，具有更大优越性从而在提高系统动态性能方面，具有更大优越性ØØ工工工工业业业业过过过过程程程程控控控控制制制制系系系系统统统统中中中中，，，，广广广广泛泛泛泛使使使使用用用用PIDPID控控控控制制制制器器器器。

其其其其各各各各部分参数的选择，将在现场调试时最后确定部分参数的选择，将在现场调试时最后确定部分参数的选择，将在现场调试时最后确定部分参数的选择，将在现场调试时最后确定。