控制工程基礎

關於積分飽和(windup)的說明,正確的是下列何者?

  1. A微分項放大雜訊,使操作量持續細微振盪的現象,在微分加入低通濾波器即可防止
  2. B因積分計算的取樣週期取得太長,而持續殘留穩態誤差的現象
  3. C操作量卡在上限的期間,積分項仍持續累積誤差,因此即使誤差的正負號改變,操作量也有一段時間不會下降,造成大幅過衝的現象
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正確答案:C. 操作量卡在上限的期間,積分項仍持續累積誤差,因此即使誤差的正負號改變,操作量也有一段時間不會下降,造成大幅過衝的現象

像馬達的電壓或閥的開度,操作量都有上限與下限。大的誤差持續、操作量在上限飽和時,操作量雖然不能再增加,積分項卻持續累積誤差而變得很大。即使受控量超過目標值、誤差的正負號改變,在累積的積分值減少之前,操作量仍卡在上限,因此造成大幅的過衝與長時間的振盪。對策是使用抗積分飽和(anti-windup),在飽和期間停止積分,或限制積分的值。

  • A. 這是微分項放大雜訊的說明。
  • B. 與取樣週期的長短無關。只要正確地乘上週期,積分的作用就能保持。
  • C. 正確。這是由致動器的飽和與積分的組合所造成的。
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