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PID控制器整定-与电机和齿轮的例子

理解这个过程是获得设计良好的控制节点的基础。传感器必须位于正确的位置,阀门的尺寸和位置必须正确。

一般来说,为了实现最佳的节点控制,动态控制器的增益必须尽可能高,同时又不会造成节点不稳定。通过PID整定软件(PID整定软件)设置软件,控制器增益选择很容易。

PID控制:

PID控制(比例、积分、导数)并不像想象的那么复杂,很多控制问题都可以通过简单的控制器来解决,而不需要使用复杂的数学控制理论。用于设置控制器的技术是尝试和匹配方法,可以成功地应用于几乎所有的控制问题。

PID控制器可应用于机械、气动、电子设备。数字PID控制器采用微处理器和编码。每个PID元件都是一个基本元件,具有对系统的各个功能和影响。三个PID元素由系统命令和来自被控制对象(通常称为“植物”)的反馈组合运行。

产生系统输出。下图显示了一个基本PID控制器的框图,其导数元素仅从对象反馈执行。将此工厂反馈与命令进行比较,得到一个错误。这个误差信号运行比例和积分元素。产生的信号被加在一起运行工厂。对比例元件进行替换连接(虚线);可能会更好,这取决于系统如何响应命令。

为了更好地理解,我们需要几个应用系统的例子,并看看在其上使用各种控制器的效果:

  • 齿轮传动装置驱动电动机
  • 一种精密定位系统制造技术
  • 热系统

每个系统都有不同的特点,需要不同的控制策略来获得最佳性能。

电动机和齿轮

电机移动齿轮系统,齿轮的最终位置是测量电位器或其他位置阅读器。可见,该机构驱动打印机,或汽车控制系统中的节气门机构,或几乎任何通用的精密位置控制器。下图显示了一个这样的系统图。电机的运行电压由软件控制。降低电机的旋转来驱动实际的机构。最后被驱动的位置由电位器测量。

用固定电压运行的直流电机将与现有电压成比例。通常,电机电枢有一个电阻,限制被加速的能力,使电机经历输入电压变化和由此产生的旋转变化之间的延迟(延迟)。

一系列齿轮(齿轮系)利用电机旋转并乘以一个常数。最后,电位器测量输出轴的位置。下图为牙齿与马达的联合响应阶段,时间常数为t0 = 0.2 s。系统的阶跃响应是当输入在t = 0时刻从0移动到几个不变价格时的输出行为。因为它处理的是一个通用的例子,这里显示的动作响应作为完整规模的一个分数,所以成为一个。图中显示了步进输入和电机响应。根据时间常数,电机的响应开始缓慢,但一旦响应偏离它的方向,电机的位置就以稳定的速度滑动。

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