比例环节的传递函数是K,一个常数,特点:输入输出量成比例,无失真和时间延迟,二者形状相同;惯性环节的传递函数是K/(Ts 1),惯性环节当T-->0时可以等效为比例环节;当 T>>1时可等效为积分环节。阶跃响应前半段输出随时间变化,类似于积分环节;后半段达到稳态,不随时间变化,类似于比例环节。但惯性环节具备了比例环节和积分环节的特性。
比例环节和惯性环节的主要差别是什么?惯性环节与延迟环节的区别:惯性环节从输入开始时刻就已有输出,仅由于惯性,输出要滞后一段时间才接近所要求的输出值;延迟环节从输入开始后在0~τ时间内没有输出,但t=τ之后,输出完全等于输入。
比例环节,惯性环节,振荡环节的相频特性,幅频特性是怎么的?正负……急用啊?记住,你首先必须把S换成jw带入原传函中,然后分母有理化,把传递函数化成实部和虚部相加(A Bj)的形式,相平特性就是tana=虚部除以实部=B/A,幅频特性就是传函的模值(根号下(A*A B*B))。最关键的就是要把S换成jw带入。
比例环节,积分环节,微分环节在系统中各有什么作用?作用:
其输出不失真、不延迟、成比例的复现输入信号的变化,即信号的传递没有惯性。制系统的一类典型环节,积分环节的传递函数。其中,为拉普拉斯变换中的算子变量,k为一比例常数。微分作用反映其输人信号的变化速率.,因此,将微分环节引人控制系统中,可使系统的输出及早得到修正。比例环节:不同的自动控制系统,其物理结构不同,但从系统的数学模型来看,一般可将自动控制系统看作由若干个典型环节(比例环节、惯性环节、积分环节、微分环节、振荡环节以及时滞环节等)组成,研究和掌握这些典型的特性有助于对系统性能的研究。对比例环节的微分方程进行拉普拉斯变换,得: C(s)=KR(s)积分环节:积分环节的输出量与输入量的时间积分值成比例,积分环节在消除控制系统中的静态误差方面极为有效,常使用在距离、转角等物理量的精确无静差跟踪上。微分环节:微分环节是控制系统的一类典型环节,微分环节的输出量与输人量对时间变量的导数值成比例。最简单的微分环节可由信号经电容器隔离后的输出来表征。工程应用中,则由在宽频带放大器电路中连结电阻、电容反馈支路后组成。微分环节对于输人中的高频干扰十分敏感,常导致信号被干扰所掩没。什么是比例、积分、微分控制?(一)比例调节(P)
比例调节(P)是连续调节的一种,是最基本的调节规律。
(1)比例调节规律
比例调节规律就是指调节器输出P与其输入偏差e之间的关系是比例关系.
(2)比例调节的特点
ⅰ.调节动作迅速,无滞后现象。
ⅱ.调节作用结束后,会留有一定的余差,这是比例调节的一个缺点。
ⅲ.Kc的取值大小必须合适,否则会使系统产生振荡现象或者使余差增大。
(3)比例调节适用的场合
1.适用于允许有一定偏差、调节质量要求不高的场合。
2.适用于无滞后的场合,即适用于要求调节动作快的场合。
(二)比例积分调节(PI)
(1)比例积分调节规律:
比例积分调节规律是指调节器的输出p与输入偏差e之间呈现比例和积分双重关系。
(2)比例积分调节的特点:
当输入偏差e阶跃时,比例环节及时作用,抑制住扰动的影响――――粗调,随后积分调节作用逐渐累积、增强,逐步消除余差――――细调。
(3)比例积分调节适用的场合:
主要用于控制精度要求高,不允许有余差的场合。
(三)比例微分调节(PD)
(1)比例微分调节规律:
比例微分调节规律就是指调节器的输出信号与偏差信号呈现比例和微分两种关系。
(2)比例微分调节的特点:
当输入偏差e作阶跃变化时,输出一开始就跃变到比例作用的KD倍,然后逐渐下降到比例作用。由于有超前作用,因而可以得到提前控制的效果,对于常见的容量滞后现象有克服作用。
(3)比例微分调节适用的场合:
1.适用于容量滞后较大的场合。
2.从实际使用情况看,单纯的比例微分调节使用较少,而大多数是比例、积分、微分三者结合使用,即PID调节。
(四)比例积分微分调节(PID)
(1)比例积分微分调节规律:
比例积分微分调节规律就是指调节器的输出值与输入之间的关系呈现比例、积分、微分三种关系,所以比例积分微分调节用PID表示。
(2)比例积分微分调节的特点:
在PID调节中,比例环节是基础,起基本的调节作用,拟制住干扰的扩大,积分环节起消除余差的作用,以提高调节质量,微分调节有超前作用,可以用来克服容量滞后的现象,得到较好的过渡过程品质指标。因此,三者的配合使用可以得到较完善的调节器功能,使自动控制系统的工作更加稳定可靠。
(3)比例积分微分适用的场合:
1.控制质量要求较高的场合。
2.被控参数有滞后现象,特别是容量滞后的现象比较大的场合。
改变比例环节的增益时,二阶系统的阶跃响应有什么变化,为什么?若阶跃输入信号幅值过大,会使输出阶跃响应曲线的稳态值过大,如果系统有较大的超调量,则阶跃响应的幅值可能超出范围,不能测得完整的响应曲线,实验测出的各种数据都会发生变化,使其精度降低,增大实验的误差,同时会使系统动态特性的非线性因素增大,使线性系统变成非线性系统;也有可能导致实验的失败,最后实验不能趋于稳定,实验结果出错,所以实验过程中,要选择合适的阶跃输入信号幅值。
比例环节?这问题,上学期学自控的时候,就回答了一个,他是这样问的:为比例环节一阶惯性环节在什么条件下可视为积分环节在什么条件下可视? 我的回答是是:T>>1时,G(k)=K/TS,视为积分环节.1>>T时,G(k)=K,视为比例环节.应该跟你想要的答案一致。谢谢!
惯性环节在什么条件下可近似为比例环节?惯性环节只是响应滞后了,在稳态时响应时间不考虑了,因此惯性环节的增益K相当于比例环节的增益了,在瞬态时就不一样了.
控制系统中比例环节为何能提高快速性,使稳定性变差?控制系统中的比例环节实际就是放大倍数的描述,一般传统的调节器把比例带调大为放大倍数降低,现在有些计算机集散系统(DCS)中对比例的描述为正比与放大倍数,与传统调节器的描述相反。当通过调节比例环节使控制系统灵敏度增加时,系统的稳定性必定要变差,主要表现为过调节的情况,引起控制系统振荡。如果遇到这种情况,一般以降低控制灵敏度并且增加积分时间来改善控制系统的品质。
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