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pi调节器原理_pi调节器电路图_pi调节器参数作用

时间:07-03 来源:电子发烧友网整理 点击:

  PI调节器是一种线性控制器,它根据给定值与实际输出值构成控制偏差,将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制,下面就跟小编一起来了解下PI调节器的原理,电路以及其它pi调节器的知识吧。

  

  什么是PI调节器

  PI调节器是一种线性控制器,它根据给定值与实际输出值构成控制偏差,将偏差的比例(P)和积分(I)通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制。比例调节作用:按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。积分调节作用:使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决于积分时间常数TI,TI越小,积分作用就越强。反之TI大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

  PI调节器原理

  P是比例,I是积分,积分的作用是基于偏差量的,比例的作用是加快收敛速度的。

  从自控原理上讲,PI调节不会带来右半平面的特征值,所以不会导致系统震荡,但是PI调节是基于偏差的比例放大,所以偏差消失后,PI调节失去作用,导致PI调节不是无差调节系统,精度有限。

  pi调节器作用

  (1)比例调节作用:按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

  (2)积分调节作用:使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决于积分时间常数TI,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

  知识小课堂:pi调节器电路图

  问题:如果既要稳态精度高,又要动态响应快,该怎么办呢?

  只要把比例和积分两种控制结合,这便是比例积分控制。

  1. PI调节器

  在模拟电子控制技术中,可用运算放大器来实现PI调节器,其线路如下图所示。

  

  比例积分(PI)调节器

  2. PI调节器的传递函数

  当初始条件为零时,取上式两侧的拉氏变换,移项后,得PI调节器的传递函数。

  

  3. PI调节器输出时间特性

  

  PI调节器输出电压的时间特性

  
PI调节器的输入输出动态过程

  分析结果

  由此可见,比例积分调节器综合了比例控制和积分控制两种规律的优点,又克服了各自的缺点,扬长避短,互相补充。比例部分能迅速响应控制作用,积分部分则最终消除稳态偏差。因而PI调节器得到了广泛的应用。

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