计算机控制技术：一阶对象参数与PD控制解析

"一阶对象参数的求取-自聚焦阵列艾里光束的实验实现" 本文主要讨论了在一阶对象参数的求取过程中，如何通过实验实现自聚焦阵列艾里光束的控制。一阶对象参数主要包括放大倍数K、对象时间常数T和对象滞后时间τ。放大倍数K可以通过输出稳态值与输入阶跃信号幅值的比值计算得出；对象时间常数T是从输出起始值到达0.632倍稳态值所需的时间；对象滞后时间τ可以从飞升曲线中直接测量，但若曲线起始部分存在弯曲，可以通过拟合一阶加纯滞后的虚线曲线来确定等效的滞后时间τ，这通常是在曲线斜率转折点作切线，切线与时间轴的交点即为纯滞后时间τ，与稳态值交点的时间加上τ就是实测的τ+T。 在具体实验中，假设得到的飞升曲线参数为T=72分钟，τ=8分钟，K=330。这些参数对于选择合适的控制规律至关重要。计算机控制形式多样，依赖于控制规律和受控对象特性。对于本电阻炉的控制，可以分为自由升温段、保温段和自然降温段。自由升温段追求快速升温，使用全功率加热，控制规律为比例控制（Pk=1）；当温度接近保温值时，采用PD或PID控制，以考虑温度滞后和变化率，提高动态品质和静态精度。 PD调节结合了比例和微分作用，系统输出不仅取决于温差，还考虑温差的变化率，从而减少过冲并改善动态响应。积分作用可以提高温度控制的静态精度，但需谨慎选择以避免动态性能受损。PID控制结合了比例、积分和微分，适用于保温段，进一步优化控制效果。 本书《计算机控制技术》由姜学军编著，是关于计算机控制系统的全面介绍，内容涵盖控制系统组成、性能指标、分析和设计方法等，并提供了工程实践应用的实例。书中强调理论与实践相结合，适合计算机、电子、自动控制及相关专业本科教学，也是技术人员的参考书。书中还涉及了计算机控制系统的设计原则、抗干扰技术和输入/输出通道设计等关键内容。