【摘要】：解决被控系统的关键是要研究被控系统的运动规律。研究系统的运动特征的目的是预测该系统未来的行为,以及构造一个控制器,控制该系统让其处于稳定的运动状态。要设计控制器,还必须知道如何测量出系统当前的运动状态。即把控制器的输出作为输入的比例、微分和积分三部分组成。但是,PID 控制器的设计方法本身有局限性。适合于被控系统的运动规律比较简单的情况。
解决被控系统的关键是要研究被控系统的运动规律。如果被控系统是一个物理设备或运动体,这类系统的动力学特征可以用微分方程组表达出来。大量的系统是时不变系统,例如,一台设备,重新开机,时间就会回到0时态,系统行为又会从零时间和状态开始。
研究系统的运动特征的目的是预测该系统未来的行为,以及构造一个控制器,控制该系统让其处于稳定的运动状态。
要设计控制器,还必须知道如何测量出系统当前的运动状态。这就是传感器的主要作用——观察和测量系统的状态。
一旦知道了系统的动力学方程,并能测量出系统的状态,剩下的问题是求出控制器的运动方程式,然后,用计算机构造这样的方程式。
注意:这是自动控制专业的主要研究方向。如果想当一个控制工程师,需要学习自动控制原理课程。(www.xing528.com)
很多时候,可以简化控制器。典型的是用PID 控制器。即把控制器的输出作为输入的比例、微分和积分三部分组成。例如,对于单变量的情况,公式如下:
式中,Kp是比例增益,调节参数;Ki是积分增益,调节参数;Kd是积分增益,调节参数。
这样,设计师可以把主要的精力放到选择合适的参数Kp、Ki、Kd上。
但是,PID 控制器的设计方法本身有局限性。适合于被控系统的运动规律比较简单的情况。
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