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4.闭环控制系统特点
控制系统一般包括开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统(Open-loop Control System)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响,在这种控制系统中,不依赖将被控制量反送回来以形成任何闭环回路。闭环控制系统(Closed-loop Control System)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出,形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈,若反馈信号与系统给定值信号相反,则称为负反馈(Negative Feedback);若极性相同,则称为正反馈。一般闭环控制系统均采用负反馈,又称负反馈控制系统。可见,闭环控制系统性能远优于开环控制系统。
5.PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性,确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有如下两大类:
一是理论计算整定法。它主要依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接使用,还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定法。它主要依赖于工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。这三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行最后的调整与完善。
现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下:
1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作。
2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期。
3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
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