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狀態(tài)反饋－ PID 控制的仿真研究
設(shè) ， ，令觀測(cè)器為 ， Kc=[188.8458 ， 329.2705 ， 159.7069,22.8667] ， K=[0.06659 ， 3.6134 ， 4.8962 ， 2.9486 ， 0.6659]
級(jí)調(diào)節(jié)器參數(shù)為： K p =0.08 ， I=50s
級(jí)調(diào)節(jié)器參數(shù)為： K p =1.0 ， I=0.0s
4.2.1 狀態(tài)反饋－ PID 控制與 PID 串級(jí)控制系統(tǒng)的比較
PID 串級(jí)控制系統(tǒng)級(jí)調(diào)節(jié)器參數(shù)為： Kp=1 ， I=25s
級(jí)調(diào)節(jié)器參數(shù)為： Kp=1.0 ， I=0.0s
圖 3 是定值在發(fā)生單位階躍擾動(dòng)時(shí)的響應(yīng)曲線。
由圖 3 可以看出，狀態(tài)反饋－ PID 控制系統(tǒng)的控制優(yōu)于傳統(tǒng)的 PID 串級(jí)控制系統(tǒng)
圖 3 狀態(tài)反饋— PID 控制與 PID 串級(jí)控制的響應(yīng)特性比較
4.2.2 改變觀測(cè)器的時(shí)間常數(shù) T 0 （其它參 數(shù)不變）
令 T 0 =5 ， 8 ， 10 ， 15 時(shí)，系統(tǒng)的設(shè)定值擾動(dòng)響應(yīng)見(jiàn)圖 4 。由圖 4 可以看出在模型失配時(shí)，狀態(tài)反饋－ PID 控制系統(tǒng)的表現(xiàn)。當(dāng)觀測(cè)器的時(shí)間常數(shù) T0 小于惰性區(qū)時(shí)間常數(shù) T2 （ 10s ） 時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)加快，但 T0 越小出現(xiàn)的超調(diào)越大。當(dāng) T0 大于 T2 時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)變慢。應(yīng)該注意到，當(dāng) T0 與 T2 相差較大時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)變差。因此，在實(shí)際應(yīng)用中可以令觀測(cè)器的時(shí)間常數(shù) T0 是負(fù)荷的函數(shù)，以適應(yīng)惰性區(qū)時(shí)間常數(shù) T2 的變化。如果 T2 的變化范圍在 20 ％以內(nèi)，可以考慮 T0 是一個(gè)常數(shù)。
圖 4. 在不同的觀測(cè)器時(shí)間常數(shù)下系統(tǒng)的響應(yīng)曲線
4.2.3 改變觀測(cè)器的增益 K0 （其它參數(shù)不變）
令 K0= 1.0 ， 1.1 ， 1.2 ， 1.5 時(shí)，系統(tǒng)的設(shè)定值擾動(dòng)響應(yīng)見(jiàn)圖 5 。由圖 5 可見(jiàn)，系統(tǒng)對(duì) K0 的變化不；而實(shí)際系統(tǒng)的惰性區(qū)增益的變化范圍也基本在 1.1-1.5 之間。
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