閉迴路控制系統 Closed-Loop Control
原頁的 Flash(CloseLoopC.swf)啟動時要先向舊站的 ASP 登入程式查詢使用者,現在已無法播放(只剩空白畫面)。本頁改以自製的互動模擬說明閉迴路控制;理論推導見控制系統。
試試看 Things to Try
- 開迴路:轉速穩在 33⅓ rpm 後按「加負載干擾」,轉速掉到約 28.3 rpm,控制器毫無反應。
- 閉迴路 P:同樣加負載,轉速只掉一點點;但即使沒有負載,轉速也達不到設定值(穩態誤差 \(r/(1+K_pK)\))。把 \(K_p\) 調大,誤差變小、響應變快。
- 閉迴路 PI:積分項會把剩下的誤差慢慢「補」起來,有無負載最後都回到 33⅓ rpm;代價是起步時會有一點超越量。
- 把 \(K_p\) 調到最大後切到 P:啟動瞬間電壓頂到 12 V 上限(飽和),實際響應會比線性理論慢。
模型:\(\tau\dot\omega = -\omega + K(u-d)\),\(K\) = 10 rpm/V、\(\tau\) = 0.6 s、負載 \(d\) = 0.5 V;PI 取 \(K_i = 2K_p\),電壓限制在 0~12 V,飽和時暫停積分(anti-windup)。穩態誤差公式由 verify_cs.py 以數值模擬核對。