控制系统的稳态和动态性能分别有哪些？增加零点或者极点对这些分别有什么影响？

Question

如题所述

Answer 1

基本的PID算法，需要整定的系数是Kp（比例系数）,Ki（积分系数）,Kd（微分系数）三个。这三个参数对系统性能的影响如下：
（1） 比例系数 Kp
① 对动态性能的影响 比例系数Kp加大，使系统的动作灵敏，速度加快，Kp偏大，振荡次数加多，调节时间加长。当Kp太大时，系统会趋于不稳定，若Kp太小，又会使系统的动作缓慢；
② 对稳态性能的影响 加大比例系数Kp，在系统稳定的情况下，可以减小静差，提高控制精度，但是加大Kp只是减少静差，不能完全消除。
（2） 积分系数 Ki
① 对动态性能的影响 积分系数Ki通常使系统的稳定性下降。Ki太大，系统将不稳定；Ki偏大，振荡次数较多；Ki太小，对系统性能的影响减少；而当Ki合适时，过渡特性比较理想；
② 对稳态性能的影响 积分系数能消除系统的静差，提高控制系统的控制精度。但是若Ki太小时，积分作用太弱，以致不能减小静差。
（3） 微分系数 Kd
微分控制可以改善动态特性，如超调量减少，调节时间缩短，允许加大比例控制，使静差减小，提高控制精度。但当Kd偏大或偏小时，超调量较大，调节时间较长，只有合适的时候，
才可以得到比较满意的过渡过程。
对系数实行“先比例，后积分，再微分”的整定步骤。
（1） 首先只整定比例部分。即将比例系数由小到大，并观察相应的系统响应，直到得到反应快，超调小的响应。
（2） 加入积分环节。整定时首先置积分系数Ki一个较小的值，并将第（1）步中整定的比例系数略为缩小（例如缩小为原值的0.8倍），然后增大Ki，
使在保持系统良好动态性能的情况下，静差得到消除。在此过程中，可根据响应的好坏反复改变比例系数与积分系数。
（3） 若使用比例积分调节器消除了静差，但动态过程经反复调整仍不能满意，则可加入微分环节。在整定时，可先置微分系数为0，
在第一步的基础上，增大Kd，同时相应地改变比例系数和积分时间。