第六章 线性控制系统的设计

G2 ( s)
C ( s)
H ( s) ( a)
G f (s)
H ( s) ( b) Gc ( s)
R( s )

PID
G( s )
C ( s)
R( s )


பைடு நூலகம்
G1 ( s )


G2 ( s)
C ( s)
H ( s) ( c)
H ( s) (d )
（a）串联
（b）局部反馈
（c）串联（PID）
A3-1, A3-2, A3-3; B3-4 A4-1, A4-5(1),(2),(4),(5), A4-6, A4-8(1),(2),(3); B4-2 • Chap. 5 A5-1(2),(4),(6), A5-4, A5-5, A5-10 B5-4 • Chap. 6 A6-2, A6-3, A6-7(超前)
采用PID控制，提高了系统的型号，同时又产生相位超 前。 从理论上讲，我们可以将PID控制器串联到系统中去， 然后在Bode图上或者解析地设计这些参数。但是工业上完 全用的是另一种试探法。我们这里不作介绍。
6.5 PID控制器
6.5.4 PID控制器的实现
RI ui R1

CI uo ui
CD
6.5 PID控制器
6.5.2 比例-微分(PD)控制
G( s ) K P K D s
一般很少用PD控制，它相当于一阶微分环节，使得开环增 加一个零点。 采用PD控制，能够提高系统相位。
6.5 PID控制器
6.5.3 比例-积分-微分(PID)控制
KI KDs2 KPs KI G( s) K P KDs s s
RI

CD
RI

CI uo
uo
ui
RD
RD
R2
R2
R2
PI控制
PD控制
PID控制
应该会做的基本练习题
• Chap. 1 • Chap. 2 • Chap. 3 • Chap. 4 A1-4(1); B1-3(1) ,(2) A2-3, A2-4, A2-7(b), A2-9 B2-1, B2-2, B2-3, B2-5,
（d）前馈
6.5 PID控制器
PID控制器的传递函数是
KI KDs2 KPs KI G( s) K P KDs s s
它是一个一型系统，有两个零点。PID控制器的设计就是通 过适当地选择三个常数，使得闭环系统有希望的性能。 本书只讲理论分析，实际中采用的方法是经验法。在 有关过程控制教材中有详细论述。
KP
R( s )

E ( s)
KI s KD s

G( s )

C ( s)
Gc ( s)
6.5 PID控制器
6.5.1 比例-积分(PI)控制
KI KPs KI G (s) K P s s
很少单独地用比例控制。一般常见的是PI和PID控制。 采用PI控制，提高了系统的型号，单纯的积分会造成 相位的滞后，增加了零点可以弥补这种滞后。
。
K (T2 s 1) s(T1s 1)(T3 s 1)
(T1 T2 T3 )
20log K 70, K 3162， 由图，
T1 10, T2 1, T3 3
6.1 引言
R( s )
Gc ( s)
G( s )
C ( s)
R( s )

G1 ( s )