微机控制课后答案：4章PID及采样周期关键点

4减1的步骤是，首先设计出来假想之中的连续控制器D(s) ，接着选择采样周期T ，然后把D(S)离散化为D(Z)。

4.设计由计算机实现的控制算法；5.校验

4-2

以上算法可以得到对应递推控制算法

4-3

PID位置式控制算法

PID增量式控制算法

(1)增量算法无需进行积分累加，计算误差以及计算精度对于控制量的计算所产生的影响相对较小。但位置算法并非如此。

(2)增量式算法所给出的，是控制量的增量，其对于执行机构误动作的影响较小。位置算法给出的呢，是控制量的全量，这种情况下误动作的影响较大。

(3)采用增量算法易实现手动到自动的无冲击切换。

4-4

在PID位置算法里存在一种情况，即4 - 5积分饱和微型计算机控制技术课后答案，它需要偏差信号的累加值，当这个累加值超出执行机构的额定范围后，执行机构的输出值就不再随着控制信号的增加而增加了。

可以采用积分分离，通过抗积分饱和，运用采用梯形积分提高精度，再消除积分不灵敏区，以此来消除积分饱和。

4 - 6 首先得考虑，依据香农采样定理来着，采样周期上限应当满足这样的条件：T≤π/ωmax ，这里面，ωmax 是被采样信号的上限角频率。采样周期的下限情况呢，是计算机执行控制程序以及输入输出所耗费的时间，系统的采样周期仅仅能够在 Tmin 与 Tmax 之间去进行选择。

其次要考虑

① 给定值的变化频率越高，采样频率就应越高。

② 被控对象是快速变化的，采样周期应小。

③ 执行机构的惯性大，采样周期应大。

④ 控制算法具有多样类型，T过小会致使PID算法的微分积分作用难以显著体现，并且控制算法本身是需要进行计算时间的。

⑤ 控制的回路数：

4-7

1.扩充临界比例度法

步骤：

① 去挑选一个足够短的采样周期，这个采样周期要处于被控对象纯滞后时间的十分之一以下。

先是用选定的采样周期，让系统开始工作，此时，数字控制器将积分作用以及微分作用去除掉，仅仅留存比例作用微型计算机控制技术课后答案，接着逐步把比例度δ减小，这里δ等于1除以KP，一直到系统出现持续等幅振荡，记录下致使系统产生振荡的临界比例度δk，还有系统的临界振荡周期Tk。

③ 选择控制度(>1)。

④ 根据选定的控制度，查表求得T、KP、TI、TD的值。

2.扩充响应曲线法

步骤:

先是数字控制器不接入控制系统，使得系统处于手动操作状况之下，把被调量调节至给定值临近位置，且让其稳定住。接着突然改变给定值，给对象一个阶跃输入信号。

② 使用记录仪表，记录被调量，在阶跃输入的情况下，其整个变化过程曲线，这时，近似为，一个一阶惯性，加纯滞后环节的，响应曲线。

③于曲线最大斜率的所在之处作出切线，进而求得滞后时间τ，再求出被控对象时间常数Tτ以及它们二者的比值Tτ／τ ，接着去查表，如此便能得到数字控制器的KP、TI、TD以及采样周期T。

3.试凑法

其一，最先仅对比例部分进行整定，比例系数从小到大变化，留意相应的系统响应，直至获取反应迅速、超调微小的响应曲线，并且该系统不存在静差亦或是静差已缩小至允许范围以内。

②若静差不能满足设计要求，则须加入积分环节

③若是运用比例积分调节器从而消除了静差，然而动态过程经过反复调整却一直没办法达到满意状态，那么便能够加入微分环节，进而构成比例积分微分调节器。

4-8

数字控制器的离散化设计步骤

1.根据性能指标和约束条件，确定所需的Ф(z)

2.求广义被控对象的脉冲传递函数G(z)，H（s）为零阶保持器

3.求取数字控制器的脉冲传递函数D(z)。

4.根据D(z)求取控制算法的递推计算公式

则数字控制器的输出U(z)为

因此，数字控制器D(z)的计算机控制算法为

4-9

4-10

4-11

4-12

实现前馈，其必要条件，是扰动量可以被测量，并且具有不可控性，还要使得扰动所引起的被控量变化成为零。

前馈与反馈相结合具备的益处，一方面能够施展前馈控制针对扰动所产生的补偿功效，另一方面还能够留存反馈控制针对偏差所起到的控制效能。

对于4 - 14而言，多变量控制系统解耦存在一定条件，这个条件具体是，系统的闭环传递函数矩阵呈现为对角矩阵。

4-15

模糊控制系统一般组成部分包括物业经理人，模糊控制器，输入输出接口，执行机构，测量装置，被控对象。

常见被用的清晰化办法存在着，为最大隶属度法，还有加权平均原则，以及中位数判决法。