微型计算机控制技术第6章习题答案.docx
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1、微型计算机控制技术第6章习题答案6-1 数字控制器与模拟调节器相比较有什么优点? 答:1、一机多用。由于计算机运行速度快,而被控对象变化一般都比较缓慢,因此,可以用一台计算机控制几个到十几个,甚至几十个回路,从而可大大节省设备造价。 2、控制算法灵活,便于在线修改控制方案。使用计算机控制不仅能实现经典的PID控制,而且还可以采用直接数字控制,如大林算法,以及最优控制等。即使采用常用的PID控制,也可以根据系统的需要进行算法的改进,增强控制的效果。 3、可靠性高。由于计算机控制算法是用软件编写的一段程序,因此比用硬件组成的控制算法电路具有更高的可靠性,且系统维护简单。 4、可改变调节品质,提高产
2、品的产量和质量。由于计算机运行速度快,且计算机控制是严格按照某一特定规律进行的,不会由于人为的因素造成失调,因而使调节品质和产量都大为提高,从而提高了经济效益。 5、便于实现控制与管理及通信相结合,使工业企业的自动化程度进一步提高。 6、 生产安全,改善工人劳动条件。 6-2 在PID调节器中,比例、积分、微分项各有什么作用?KP,TI,TD对系统调节性能有什么影响? 答:1、比例作用即时成比例的对偏差e作出响应,即偏差一旦产生,调节器立即产生成比例的控制作用,以减小偏差;积分调节的目的主要用于消除静差,提高系统的无差度;微分作用在偏差出现或变化的瞬间对偏差量的变化速率作出反应,即按偏差变化的
3、趋势进行控制,使偏差消灭于萌芽状态,加快响应速度。简要概括如下:比例作用是保证调节过程的“稳”,积分作用是保证调节过程的“准”,微分作用是促进调节过程的“快”。 2、比例作用的强弱取决于比例系数Kp的大小,增大Kp可以增强比例作用,减小静差,但Kp值过大,会引起调节过程振荡,导致系统不稳定;积分作用的强弱取决于积分时间常数TI ,TI 越大,积分作用越弱,反之则越强;微分作用的强弱取决于微分时间常数TD ,TD 越大,微分作用越强,反之则越弱。 6-3 增量式PID算法与位置式PID算法有何区别?它们各有什么优缺点? 1、位置式PID算法是全量输出,每次输出与整个过去状态有关,算式中含k有所有
4、过去偏差的累加值e(jT),容易产生较大的积累误差。而增量式PID算j=0法只需计算增量,计算误差对控制量的影响较小。 2、增量式PID控制,由于计算机只输出控制增量u(k),对应执行机构位置的变化部分,因此,当计算机误动作时,对系统的影响小。 3、位置式控制算法中,由手动到自动切换时,必须首先使计算机的输出值等于阀门的原始开度,即u(k-1),才能保证手动/自动无扰动切换,这将给程序设计带来困难。而增量设计只与本次的偏差值有关,与阀门原来的位置无关,因而增量算法易于实现手动/自动无扰动切换。 6-4 在数字PID中,采样周期是如何确定的?它与哪些因素有关?采样周期的大小对调节品质有何影响?
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