labview实现PID控制

(2)

(2) 微分控制规律:

微分控制规律是控制器的输出与偏差变化的速度成正比,常用D表示。由于微分作用的输出与偏差变化的速度成正比,因此对于一个幅度很小,甚至为零的偏差,若变化速度很快,微分作用的输出可以很大。这种根据偏差变化的趋势,提前采取控制措施,是微分作用的特点,称为超前。

由于微分作用具有超前的特点,因此微分作用用的恰当,被控参数的超调量减小,操作周期和回复时间缩短,系统的质量可得到全面提高。特别对滞后较大的对象效果更加显著。微分时间Td越长,微分作用越强;但微分时间过长时,容易引起系统的不良振荡。

微分时间对过渡过程的影响如图(4-20)所示。由图可以看出,微分作用具有抑制振荡的效果。在同一个控制系统中,增加适当的微分作用后可以提高系统的稳定性,减少被控参数的波动幅度。但是微分作用也不能加得过大,否则由于控制作用过强,不仅不能提高系统稳定性,反而会引起被控参数大幅度的振荡。

图4-20 微分时间对过渡过程的影响

2. 仿真结果分析

由图(4-15)仿真结果显示:

(1)因比例作用增加,过渡过程曲线振荡次数增加,过渡过程时间也相应延长;若比例作用减弱,过渡过程曲线相应较平稳。

(2)因积分作用减弱,则在过渡过程曲线上显示出积分作用不明显,余差消除较慢,过渡过程时间延长;若积分作用增强,容易消除余差,可使过渡过程时间适当缩短。

(1) (4) 因微分作用增加,过渡过程振荡幅度也有所增大;若微分作用减弱,由过渡过程曲线可见,系统的平稳度有所提高,过渡过程时间有所减少。

由图(4-17)仿真结果显示:

(1)比例作用对系统性能的影响与图(4-15)的结果一样。

(2)积分作用减弱,过渡过程时间延长;若将积分作用增强,容易消除余差,使过渡过程时间相应有所减少。

(3)微分作用增加,控制器的输出信号变化明显增加,说明执行机构动作频繁,过渡过程振荡幅度也有所增大;将微分作用减弱,系统的平稳度有所提高。 综合观察、分析图(4-15)和图(4-17)所示的系统过渡过程响应曲线,由基本控制规律对过渡过程的影响可知,应用LabVIEW所实现的虚拟控制器,基本具有模拟控制器的控制功能,能够完成对一阶惯性系统、二阶惯性系统的控制功能。

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