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比例(P)调节作用对系统性能的影响:比例系数越大,系统的动作越灵敏,速度越快,稳态误差越小;如果比例系数过大,振荡次数会过多,调节时间会过长,系统会变得不稳定;比例系数过小,会使系统的动作缓慢。比例系数是可以选负数的,这主要由传感器、执行机构、控制对象的特性决定的。
积分(I)调节作用对系统性能的影响:积分能够使系统消除稳态误差,提高无差度。如果有误差积分调节就开始进行,直到无差了积分调节就停止,积分调节输出的是一个常值。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti。Ti小积分作用就强,反之Ti越大则积分作用就越弱。控制算法中加入积分调节会使系统的稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常常与另外两种调节规律比例、微分结合,组成比例积分(PI)控制器或比例积分微分(PID)控制器。
微分(D)调节作用对系统性能的影响:微分作用会反映出系统偏差信号的变化率,具有提前预见性,能提前预见偏差变化的趋势。因此微分作用能够产生超前的控制作用,能够改善系统的动态性能。在微分时间选择合适的情况下可以减少超调和减少调节时间。微分作用对噪声的干扰有放大的作用,因此如果过强地加大微分调节作用会对系统抗干扰产生不利影响。另外,微分反应的是变化率,如果输入没有任何的变化时那么微分的作用输出为零,所以微分作用不能单独使用,它需要和另外两种调节规律:比例、积分相结合组成比例微分(PD)控制器或比例积分微分(PID)控制器。
本设计中采用串级控制方式,副回路调节器的副对象是给水流量,主回路调节器的主对象是液位流量。副回路的主要任务是以快速动作来消除进入副回路的扰动,不需要无静差,所以我们选择纯比列调节器就可以满足了,纯比列调节器可以保证副回路的稳定性。主回路中汽包水位要求无静差,所以我们对于主回路选择比例积分微分(PID)控制器。
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