图3-5
由方块图可求得
FgXv力反馈回路方块图
的传递函数：
?S2?Ap?2?1?FgKce??m?? 2Xv?S???S2?0?1?S?1????2?0??r???0?Kq式中，
?m
负载的固有频率
?m?K mt
?r
惯性环节的转折频率
?r?KceKKAp2(1?)Kh
?0
综合固有频率
?0??h1?K Kh
?h
?h?液压固有频率
Khmt ?0
综合阻尼比
?0?12?0?eKce?K?Vt?1??Kh??
§3-2 位置反馈系统的传递函数
由上述分析已知系统各环节的传递函数，将系统各环节传递函数并在一起可以得到位置反馈回路的传递函数：
图3-6 位置反馈回路
KpsApKsv1KG?S?H(S)?KP(1?Ki)?Ka??KfS?2ss????2?0SS?1S?1???1??2?wsv????r??00? 1KPKaKsvKfSKpsAp(1?Ki)s??s??S???S22?0K??1???1??2?S?1??0???0?wsv???r?§3-3 压力反馈系统的传递函数
同理可得到压力反馈回路的压力反馈传递函数：
图3-7 力反馈回路
Kq?S2?Ap?2?1?K?mKsv1ce??G?S?H(S)?KP(1?Ki)?Ka??KfF?2ss????2?0SS?1?1?S?1????2wsv????r??00? ?1?S2KPKaKsvKfFKqAp(1?Ki)?2?1?s??m???s??S???S22?0Kce??1???1??2?S?1??0???0?wsv???r?
第四章 极片轧机液压伺服控制系统的性能分析
§4-1 仿真数据汇总
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 符号 名称 数值 待定 待定 序号 9 10 11 12 13 14 15 16 符号 名称 阀控缸综合固有频率 阀控缸综合阻尼比 阀控缸压力总增益 外负载刚度 无杆腔面积 负载固有频率 位置反馈反馈系数 数值 670rad/s Kp PID比例放大系数 Ki PID积分放大系数 伺服放大器比例系数 伺服阀放大系数 伺服阀流量系数 伺服阀惯性环节 转角频率 ?0 ?0 Kps K 1?10?4 5?107 1?109N/m Ka Ksv 4?10?3A/V 1m/A Kq 2.5?10?5 440rad/s Ap 0.071m2 447rad/s 500V/m ?sv ?m KfS Kce 总流量-压力系数 5?10?13 ?r 阀控缸惯性环节 转角频率 0.1rad/s KfF 力反馈反馈系数 5?10?6V/kg 根据以上仿真参数，可写出电池极片轧机的开环传递函数： 1.位置控制：
1KPKaKsvKfSKpsAp(1?Ki)sG?S?H(S)?2?s??S???S2?K??1???1??2?0S?1??0???0?wsv???r?17.1?106?KP(1?Ki)s?2.3?10?3S?1??10S?1??2.2?10?6S2?3?10?7S?1?
2.力控制：
?1?S2KPKaKsvKfFKqAp(1?Ki)?2?1?s??m?G?S?H(S)?2?s??S???S2?Kce??1???1??2?0S?1??0???0?wsv???r?3.6?10?14?5?10?6S2?1?1?KP(1?Ki)s?2.3?10?3S?1??10S?1??2.2?10?6S2?3?10?7S?1?
§4-2 系统仿真
一、位置控制
利用MATLAB程序可对系统进行分析。为了获得良好的动态响应性能，反复对PID控制器中的比例系数、积分系数和微分系数进行整定，试凑法确定PID参数的步骤为：
（1）首先只整定比例部分。即将比例系数由小变大，并观察相应的系统响应，直到得到反应快，超调小的响应曲线。如果系统么眼静差或者静差已小到允许范围内，并且响应曲线已属满意，那么只须用比例调节器即可。
（2）如果在比例调节的基础上系统的静差不能满足设计要求，则须加入积分环节，整定时首先置积分时间TI为一较大值，并将经第一步整定得到的比例系数略为缩小，然后减小积分时间，使在保持系统良好动态性能的情况下，静差得到消除。根据响应曲线的好坏反复改变比例系数和积分时间，以期得到满意的控制过程与整定参数。
（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，构成比例积分微分调节器。在整定时，可先置微分时间TD为零。在第二步整定基础上，增大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，逐步凑试，以获得满意的调节效果和控制参数。
根据以上所述试凑法，获得较满意的的PID参数如下：
KP=2e6; KI=1; KD=0