純比例調節為什麼會存在 穩態誤差?

時間 2021-05-06 14:33:45

1樓:果茶冰

有輸入才會有輸出,這叫能量守恆。

而輸入存在的條件就是偏差存在,偏差存在的本質就是餘差存在。

如果餘差不存在,則系統沒有激勵(能量輸入),輸出不會收斂在乙個穩定值,而是會衰減到零,即系統無法執行。

2樓:

穩態誤差Ess(Steady State Error)也稱殘差,取決於控制器和物件本身兩個因素,從來沒聽過單說某種調節器是有差還是無差這樣的說法,題中所說的「比例調節是有差調節」是有誤導的

正確的方式是看控制器和控制物件決定的系統閉環傳函的特性,決定是幾型系統,然後再看輸入訊號的型別,確定穩態誤差。如下圖所示,0型系統對階躍輸入有殘差;1型系統對階躍輸入無殘差,對斜坡輸入有殘差;2型系統對階躍和斜坡輸入都無殘差。

結論:題中的水箱裝置,Δu 通過控制水流速度來控制水面上公升速度,是個1型系統,對階躍輸入(恆定水面高度)應該是無殘差的。實際會有完全是因為 Q2 的影響,而這是不應該被考慮進來的,不應該把鍋甩到比例調節上。

我們假設Q2是個常量如果有人認為此時系統穩定後形成的 e 就是殘差的話(見下圖),我們完全可以加個前饋(把浮球上方的連桿長度截掉 e)把它抵消掉,這不就沒差了嘛,而此時系統還是比例調節吧。

3樓:青陽

hypoth有乙個水缸,底部有乙個洞會漏水,你有一根水管往裡加水,而你加水的速度,也就是單位時間的加水量和液面到水缸頂部的高度差有關。

其中高度差為輸入e;水管為比例控制器,增益kp;水缸水量就是被控系統。

現在開始加水,剛開始高度差很大,所以加水速度>漏水速度,液面上公升,加水速度減小,但是仍然>漏水速度。當液面公升高到一定程度時,加水速度減少至=漏水速度,此時系統平衡,而剩下的那段高度差就是穩態誤差。

此時需要另外加一根水管才能消除穩態誤差,即積分控制。

4樓:

比例運算為Kp*e,如果輸出方向正確,經過比例運算產生的輸出會導致誤差持續減小,誤差持續減小也會使輸出持續減小,理論上我們會得到誤差無限接近於0,也就相當於沒有靜差了。注意前提是控制器產生的輸出導致誤差持續減小到0,這是前提也是結果,如果真的這樣就自洽了,然而自洽不一定對啊。鏈條斷了就轉不起來了。

執行機構在輸出值很小時並不一定能使誤差繼續變小。

考慮有乙個誤差e經比例運算後的輸出值是固定的Kp*e,注意這裡的固定,也就是說,相同的誤差會產生相同的比例運算結果,這意味著執行機構例如閥門會固定在乙個角度誤差不變,角度也不變。如果這個固定的角度不能使誤差繼續減小,那麼比例運算使誤差持續減小的鏈條就斷了。

積分環節加上去就不一樣了。雖然誤差e一直沒變,隨著持續的累積,輸出值會持續變大,這就可以很給力地打破執行機構在輸出很小時不靈敏的桎梏,跟靜差說拜拜。

5樓:公尺開朗基羅

比如對乙個原來溫度較低的房間加熱,從10度加熱到20度,到達20度時房間的散熱為50瓦,比例調節器的放大倍數為500,開始輸入假設為-10度,飽和輸出是500瓦加熱,當距離20度還差0.1度時,輸出是50瓦,此時達到動態平衡,即加熱和散熱都是50瓦,但調節器放大倍數已固定,輸出不會再提高,最終溫度穩定在19.9度,此為穩態誤差,無法消除,除非放大倍數是無窮大

6樓:

同意上面回答,比例調節就是有誤差才能輸出控制量,沒有誤差也就沒有控制量。

如果是用PI控制,一開始誤差大的時候P調節起顯著作用,隨著接近穩態,誤差被積分環節消掉,P調節的輸出逐漸減小。

7樓:

有乙個假設被故意隱藏了,或者作者沒說清楚,這也是自動控制教材編得如一坨屎的原因。

假設e等於0的時候,入水閥門是關閉的。也就是水只出不進,這樣過了一瞬間,e就大於零了,入水口開啟水進來,直到e再次減小到能平衡出水量。 顯而易見,e不能等於0。

比例控制就是執行器輸出量和e是乙個常數比例。

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