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在PID中,只使用比例增益(P)控制的局限性:

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  • TA的每日心情
    开心
    2020-10-29 11:12
  • 签到天数: 99 天

    [LV.6]常住居民II

    发表于 2016-3-10 08:46:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
    1.在位置控制模式下,位移误差是目标位置和实际位置之间的差值。实际位置将总是滞后于目标位置,而目标位置变化得越快,跟踪误差就越大。
    2.在速度控制模式下,速度误差是目标速度和实际速度之间的差值。实际速度则绝对不会达到目标速度。
    3.对于任何致动器的开环增益、固有频率和阻尼因子来说,只存在一个比例增益(P)的最佳值。如果这个最佳响应不够好,那么只有比例增益的控制器基本上就无计可施了。
    4.只控制比例增益(P)不可能增加阻尼因子,以缩短系统稳定(沉降)时间。每个位移 -哪怕是最小的位移- 都需要5个时间常数来达到稳定。而我们知道,最佳稳定(沉降)时间是由阻尼因子和固有频率来确定的。
    5.闭环时间常数= 3/(2 x固有频率x阻尼系数)。这一点是可以用数学方式来证明的。
    6.只有比例增益的控制无法扩展闭环系统的带宽。

    总之,只使用比例增益控制时,控制工程师是处在受液压和机械设计摆布的困境。如果系统的液压或机械设计本身有问题,只用比例控制将无法改善它。


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    该用户从未签到

    发表于 2016-3-10 09:54:06 | 显示全部楼层
    请教楼主:
    是否有相应的参考文献来解释第4和第5点的,我希望能更具体和深入的了解。
  • TA的每日心情

    昨天 08:59
  • 签到天数: 1369 天

    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2016-3-10 11:36:31 | 显示全部楼层
    电气工程师  说的挺高大上啊 不错
  • TA的每日心情
    奋斗
    2020-9-29 11:10
  • 签到天数: 349 天

    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2016-3-10 13:13:44 | 显示全部楼层
    哥们你说的这些我不是很懂啊,我是做液压系统设计的,听你的这番说道,感觉你很厉害
  • TA的每日心情
    开心
    2020-10-29 11:12
  • 签到天数: 99 天

    [LV.6]常住居民II

     楼主| 发表于 2016-3-11 04:55:56 | 显示全部楼层
    scgbb 发表于 2016-3-10 09:54
    请教楼主:
    是否有相应的参考文献来解释第4和第5点的,我希望能更具体和深入的了解。

    对于第4和第5点,我把整个证明推断的步骤做成了一个Mathcad - T1C1 P Only Daplace.pdf文件,作为附件粘贴于此。此pdf文件前3页的符号象征计算中使用了置换和拉普拉斯变换,注释是英文;第4页把数值代入公式并通过Mathcad绘制出响应曲线显示如下。以下是对每一页的说明:
    1页:用符号象征来定义仅使用比例增益的控制器和线性液压致动器,并在需要的极点位置进行计算。
    Thefirst page symbolically defines the proportional only controller, the linearhydraulic actuator and calculates in terms of desired pole locations.
    第二页:使用了逆解拉普拉斯变换,来计算作为位置阶跃变化的时间函数的象征响应。
    Thesecond page uses the inverse Laplace transform to compute the symbolic responseto a step change in position as a function of time.
    第三页:计算出阻尼因子和固有频率的优化极点位置。极点位置的实数部分是的闭环时间常数的倒数,因此现在可以计算闭环时间常数。
    第四页:最后一步是将数值代入公式,以便绘制出响应曲线并与5个时间常数进行比较。
    Theforth page is where numbers are finally assigned to the parameters so theresponse can be plotted and compared with 5 time constants.


    P Only Control pg4.PNG

    Mathcad - T1C1 P Only Laplace.pdf

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    该用户从未签到

    发表于 2016-3-11 13:44:00 | 显示全部楼层
    附件的文献已经下载了,写的非常好,得仔细阅读。

    该用户从未签到

    发表于 2016-5-4 14:26:13 | 显示全部楼层
    楼主,油缸-负载固有频率很高时,阀控缸可以看做积分环节,只有比例环节确有局限性,可以加入校正器校正。
    位置控制系统.jpg
  • TA的每日心情
    开心
    2016-6-23 07:46
  • 签到天数: 44 天

    [LV.5]常住居民I

    发表于 2016-6-8 08:28:05 | 显示全部楼层
    楼上的,这是什么书,可否发来看下
  • TA的每日心情
    开心
    2016-3-27 11:27
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    发表于 2016-9-27 21:02:34 | 显示全部楼层
    请问楼主,文中提到的“阻尼因子”具体是什么含义,谢谢!
  • TA的每日心情
    开心
    2020-10-29 11:12
  • 签到天数: 99 天

    [LV.6]常住居民II

     楼主| 发表于 2018-2-13 04:23:05 | 显示全部楼层
    阻尼力是随着速度增加而反抗运动的力。
    阻尼因子是阻力如何影响致动器运动的度量。
    它考虑到许多因素,如负载质量和圆柱体尺寸。
    如果阻尼系数太高,运动阻力会使时间变长。
    如果阻尼系数太低,则执行器将像弹簧上的质量一样过冲。
    大于1的阻尼因素会导致系统响应缓慢。
    阻尼系数小于1会导致系统响应速度更快但拍摄过度。
    最快的响应结果的阻尼因素没有超调。
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