《自动控制原理》 (7-3)(P|D调节器) 上海交通大学自动化系 田作华 zhian@sjtu.edu.cn
1 《自动控制原理》 （7－3）（PID调节器） 上海交通大学自动化系 田作华 Zhtian@sjtu.edu.cn
7-3比例,积分、微分(PD)调节器 PID(比例—积分—微分)调节器在工业控制中得到广泛 地应用。它有如下特点: 1.对系统的模型要求低 实际系统要建立精确的模型往往很困难。而PID调节器 对模型要求不髙,甚至在模型未知的情况下,也能进行调节 2.调节方便 调节作用相互独立,最后以求和的形式出现的,人们可改 变其中的某一种调节规律,大大地增加了使用的灵活性 3.适应范围较广 般校正装置,系统参数改变,调节效果差,而PID调节器 的适应范围广,在一定的变化区间中,仍有很好的调节效果
2 7－3 比例，积分、微分(PID)调节器 PID（比例—积分—微分）调节器在工业控制中得到广泛 地应用。它有如下特点： 1.对系统的模型要求低 实际系统要建立精确的模型往往很困难。而PID调节器 对模型要求不高，甚至在模型未知的情况下，也能进行调节。 2.调节方便 调节作用相互独立，最后以求和的形式出现的，人们可改 变其中的某一种调节规律，大大地增加了使用的灵活性。 3.适应范围较广 一般校正装置，系统参数改变，调节效果差，而PID调节器 的适应范围广，在一定的变化区间中，仍有很好的调节效果
7-3比例,积分、微分(PD调节器 PID调节器 R(S) E(S) C(s) K PID调节器的运动方程为: de(t) m(t=k,e(t)+Kile(tdt+kodt
3 7－3 比例，积分、微分(PID)调节器 − R s( ) + − PID调节器 + E s( ) M s( ) C s( ) K p KI s K s D 0 G s( ) PID调节器的运动方程为： PID调节器的运动方程为： dt de(t) m(t) = Kp e(t) + KI e(t)dt + KD
写成传递函数形式 K Ge(s) M(S)K +-1+K D ES) p Kp+√K2-4KKD、Kp-VK2-K1KD KD(S 2K 2K Ge(s)= 不难看出,引入PID调节器后,系统的型号数 增加了Ⅰ,还提供了两个实数零点。因此, 对提高系统的动态特性方面有更大的优越性
4 写成传递函数形式 不难看出，引入PID调节器后，系统的型号数 增加了Ⅰ，还提供了两个实数零点。因此， 对提高系统的动态特性方面有更大的优越性。 K s s K K E(s) M(s) G (s) D I e = = p + + s ) 2K K K 1K K )(s 2K K K 4K K K (s G (s) D I D 2 p p D I D 2 p p D e − − + + − + =
比例微分(PD)调节器及其控制规律 PD调节器 R(s)+ E(s) M(S) K (s) K 调节器的运动方程 det m(t)=kpe(t+knIp dt 式中:KD=KTD微分调节器比例系数 微分时间常数 传递函数:G(s)=K。+Ks=K+K7S=Kq1+7ns p p
5 一、比例——微分(PD)调节器及其控制规律 − R s( ) − K p E s( ) M s( ) PD调节器 K s D + 0 G s( ) + 调节器的运动方程： 式中：KD=KpTD——微分调节器比例系数； TD——微分时间常数。 传递函数： Gc (s) = Kp + KD s＝Kp ＋Kp TD s＝K（p 1＋TD s） dt de(t) m(t) = Kp e(t) + Kp TD