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微分控制

发布时间:2014/8/3 12:34:34 访问次数:4017

   微分控制作用是指控制器的输出与输入偏差的变化速度成比例关系。其数学表达式为

    de(t)d~偏差对时间的导数,即偏差的变化速度。

   理想微分控制作用,实用价值不大。工业上DAC7614EB实际的控制器采用的都是一种近似的实际微分作用,也称不完全微分作用。它的阶跃响应特性曲线如图9 - 12所示,在偏差刚刚出现的瞬间,输出突然升到一个较大的有限数值,然后按指数规律衰减至零。Td大时,微分作用衰减缓慢持续时间长,微分作用强;反之,Td时,微分作用弱。

   微分作用的特点是,根据偏差变化的趋势(速度),提前给出较大的调节作用,从而加快系统的动作速度,减小了调节时间,因而具有超前控制作用;但对于一个固定的偏差,不管其数值

多大,都不会产生微分作用,即不能消除余差。因此,微分作用也不宜单独使用。

   比例积分微分控制

   当把比例、积分、微分三种作用综合起来,就成为比例、积分、微分控制作用,也即PID控制器。

     

   它的阶跃响应特性曲线也是比例、积分、微分三者响应曲线的叠加,如图9 -13所示。当偏差阶跃信号刚一出现时,微分作用最大,使控制器总的输出大幅度增加,产生一个较强的超前控制作用,以抑制偏差的进一步增大;随后微分作用逐渐减弱而积分用逐渐占主导地位,最终将余差消除。而在整个控制过程中,比例作用始终与偏差相对应,它对保持系统的稳定起着至关重要的作用。因此,采用PID控制,无论从静态还是从动态的角度来说,调节品质均得到了较大的改善,从而使得PID控制器成为一种应用最为广泛的控制器。


   微分控制作用是指控制器的输出与输入偏差的变化速度成比例关系。其数学表达式为

    de(t)d~偏差对时间的导数,即偏差的变化速度。

   理想微分控制作用,实用价值不大。工业上DAC7614EB实际的控制器采用的都是一种近似的实际微分作用,也称不完全微分作用。它的阶跃响应特性曲线如图9 - 12所示,在偏差刚刚出现的瞬间,输出突然升到一个较大的有限数值,然后按指数规律衰减至零。Td大时,微分作用衰减缓慢持续时间长,微分作用强;反之,Td时,微分作用弱。

   微分作用的特点是,根据偏差变化的趋势(速度),提前给出较大的调节作用,从而加快系统的动作速度,减小了调节时间,因而具有超前控制作用;但对于一个固定的偏差,不管其数值

多大,都不会产生微分作用,即不能消除余差。因此,微分作用也不宜单独使用。

   比例积分微分控制

   当把比例、积分、微分三种作用综合起来,就成为比例、积分、微分控制作用,也即PID控制器。

     

   它的阶跃响应特性曲线也是比例、积分、微分三者响应曲线的叠加,如图9 -13所示。当偏差阶跃信号刚一出现时,微分作用最大,使控制器总的输出大幅度增加,产生一个较强的超前控制作用,以抑制偏差的进一步增大;随后微分作用逐渐减弱而积分用逐渐占主导地位,最终将余差消除。而在整个控制过程中,比例作用始终与偏差相对应,它对保持系统的稳定起着至关重要的作用。因此,采用PID控制,无论从静态还是从动态的角度来说,调节品质均得到了较大的改善,从而使得PID控制器成为一种应用最为广泛的控制器。


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