在工業過程控制領域，按無靜差原理控制是指被控對象穩態、無差地運行在平衡狀態或跟蹤某一目標信號上。工程實踐中，控制系統通常會受到外部擾動的影響，其中，階躍擾動是最常見的形式之一，如電壓、流量的突變等，擾動干擾使系統的靜態特性、動態特性和穩態性能變差；此外，系統參數的不確定性也會影響控制系統的性能。因此，一個高性能的無靜差控制系統方案必須兼顧目標值跟蹤特性、干擾抑制特性和魯棒性。
基本介紹
- 中文名：無靜差原理
- 作用：需要比例-積分調節器
- 組成部分：比例部分、積分部分
- 比例調節器：輸出與輸入成正比
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作用
無靜差系統需要比例-積分調節器。
比例調節器
比例調節器的輸出與輸入成正比，且輸出即回響輸入。
積分調節器
積分調節器的輸出量直線上升，直到輸入信號消失。即只要輸入（偏差）信號存在，輸出就不斷積分，直到輸入（偏差）為0，輸出才停止積分，保持穩定不變。因此，積分調節器用於無靜差系統。比例調節器立即回響輸入信號，快速性好；積分調節器雖慢，但最終消除偏差。
比例-積分調節器
比例-積分調節器兼顧了二者的優點。比例-積分調節器由兩部分組成：比例部分，立即回響輸入量的變化；積分部分，是輸入量對時間的積累過程。
套用
對於帶持續擾動的無靜差控制系統的設計，目前已有多種可行的解決方案，其中，基於內模原理的控制法在過程控制領域得到廣泛套用。其中有採用現代控制理論，通過構造無靜差內模擾動補償器，將帶持續擾動的最優無靜差擾動抑制問題轉化為無擾動增廣系統的最優控制問題；有將Smith預估控制和內模控制結合起來，使閉環系統獲得良好的跟蹤特性和干擾抑制特性;有將內模控制與二自由度PID控制有機結合，提出一種魯棒二自由度PID控制方法，有效抑制參數變化對系統的影響，使系統同時獲得良好的目標值跟蹤特性和干擾抑制特性。
相對來講，這些控制方案涉及較繁瑣的計算且參數整定需要豐富的經驗。為最佳化和簡化跟蹤控制系統的設計過程，從工程套用角度出發，基於標準傳遞函式設訓一法，對帶階躍擾動的無靜差控制系統的參數最佳化設計進行研究。按照一定的極點分布或使某種性能指標為最小的條件下，獲得的閉環傳遞函式稱為系統的標準傳遞函式;直接利用標準傳遞函式進行控制系統設計，稱為標準傳遞函式設計法;設計過程簡單、靈活是標準傳遞函式設計法的突出優點。選定標準傳遞函式後，只需基於所設計的閉環控制系統結構，結合系統固有部分的傳遞函式，便可反向推導出閉環系統各附加調節控制器的結構和參數。標準傳遞函式設計法既不涉及複雜的最佳化算法，也無需大量的整定試驗，廣泛套用於工程實踐。
