機械電子學第六章飛行動力訓練地面模擬系統的設計機械工程及其自動化系孔令飛副教授26.5.1轉速控制簡介本章介紹飛行動力訓練地面模擬系統的設計，建立該系統的目的是要在地面上操縱飛機的飛行動力訓練系統，模擬飛機在空中飛行時的各種動作。飛機發動機的性能是表征飛機性能的關鍵。眾所周知，飛機的飛行條件是在不斷地變化的，這就要求發動機提供的推力也能隨之變化，因此，要求飛機動力裝置具有對推力的控制和調節功能，以滿足飛機的實際需要。發動機轉速是表征發動機工作狀態的最主要參數。理論和實驗表明，飛機發動機的推力與轉速的三次方成比例，同時轉速又是發動機轉動部件強度安全的主要指標。3轉速控制系統的任務(1)轉速調節：駕駛員給定一個轉速后，轉速調節器會隨飛行條件的變化而自動地改變供油量，始終保持發動機轉速恒定。(2)加速控制：發動機由慢車（小轉速）到大轉速的加速過程受壓氣機喘振及渦輪前溫度限制，加速控制的目的是使供油量隨轉速按一定規律變化。(3)減速控制：收油門時，減油不能太猛，否則會導致燃燒室貧油而熄火。減速控制是使供油量的減少隨轉速按一定規律變化。(4)慢車控制：使慢車供油量隨飛行高度按一定的規律變化，從而使慢車轉速隨飛行高度的升高而加大，但又不超過最大轉速。(5)工作環境：不同的氣候和不同的飛行高度、飛行速度對發動機的工作狀態有一定的影響，發動機的轉速是由發動機的工作環境和供油量共同決定的。(6)負載干擾：作為飛機發動機的負載，在操作舵機系統時對發動機會產生沖擊性的干擾，此時應控制發動機的轉速保持穩定。46.5.2初步設計對于飛機動力系統的研究，一般采用兩種方法進行地面開車，使飛機發動機處于不同的工作狀態，然后檢查、調試有關機載系統（看作發動機負載）的性能；使用各自獨立的試驗臺（如油泵試驗臺、電源試驗臺等），將機載系統拆下，分別進行檢測和調整。存在的主要問題是：經濟性差、安全性小、局限性大。前一種方法要消耗大量的燃油和發動機壽命，不安全、風險大，而且只能使發動機處于地面的低速條件下工作，檢測的結果不準確，具有很大的局限性；后一種方法由于使用各自獨立的試驗臺，經濟性、利用率都不高，而且目前實際使用的各種無級調速（或分級調速）試驗臺不能滿足模擬飛機高速、高空飛行的條件，不能模擬油門或負載變化后發動機轉速變化的過程。5模擬系統應具備的功能(1)能在大范圍內（10000r/min）快速地實現無級調速；(2)具有足夠的功率輸出。除能測試多種類型飛機發動機的主泵、加力泵及多種航空發電機之外，還要求有較大的功率儲備。(3)能夠在解算發動機動力學方程組的基礎上，對其轉速的動態過程進行實時仿真。(4)能夠根據飛行高度、飛行速度等參數的變化，產生相應的電信號，為計算機提供解算發動機動力學方程組所必須的數據，為被測機載系統建立與飛行實際情況相吻合的條件提供必需的物理量。(5)綜合化、自動化程度高。能夠測試主燃料泵、加力燃料泵、主液壓泵、交直流發電機等附件的性能。(6)系統具備相應的安全設備、監視設備和記錄設備等。(7)模擬駕駛：在地面建立一個與實際飛行訓練近似的模擬操作環境。6系統方案的選擇從機械電子工程的觀點出發，基于科學性和經濟性兼顧的原則，在進行廣泛的調查研究之后，初步考慮這一系統設計為半物理模擬（或稱仿真）系統，即對飛機發動機主機的工作過程通過計算機解算其動力學方程，進行數學仿真；對發動機輸出軸轉速及由輸出軸帶動的機載燃料系統（如燃油系統、液壓系統、電源系統）的工作過程，則通過實物進行物理仿真。這樣，便可在飛機不升空、不開車的條件下，對燃油系統、液壓系統、電源系統等的工作情況進行在線的測量、辨識和調整。這種系統方案的優點在于提高了模擬系統的真實性、直觀性、經濟性、安全性和通用性。7物理裝置的選擇在基于半物理仿真系統方案構想的發動機模擬系統中，物理仿真部分構成了轉速仿真子系統，整個模擬系統設計的技術難點主要集中在這一部分。過去曾有過采用電機來模擬發動機轉速系統的方案。根據某模擬臺測試報告，在接通大功率負載時，電機的轉速下降大約8%~10%，這與實際情況有很大的差別。而且，隨著要求系統輸出功率的增大，其自身的慣性也必然加大，其響應速度跟不上系統快速的要求。另一方面，發動機地面模擬系統要求真實復現整個飛機液壓系統，模擬系統所有部件的尺寸以及安裝位置必須嚴格等同于實際系統。由于模擬發動機轉速的驅動系統功率大，而安裝空間的容積有限，因此動力部分的功率密度需要足夠大，一般的電機顯然不能滿足要求。8物理裝置的選擇液壓驅動裝置具有功率密度大、動態響應快、控制精度高、抗負載能力強、運動平穩、可靠性高等優點，這些優點是電氣和氣動裝置所不具備的。對小型小功率機種，采用閥控液壓馬達形式，能獲得滿意的動態性能。由于泵控液壓馬達系統的工作效率高達90%，因此，對大功率系統，改用泵控液壓馬達形式，以保證高效率。9系統結構形式液壓泵—馬達驅動裝置模擬發動機提供輸出動力并實現調速功能。10系統結構形式整個飛機動力訓練地面模擬系統，是一個非常復雜的機、電、液一體化綜合系統。由機載燃油系統、空氣系統、發動機動力學方程組、電力系統、液壓速度伺服系統、舵機模擬系統、計算機監控系統、滑油系統、消防報警系統及中心控制臺組成，分別由物理模擬和數字模擬來實現。機載燃油系統由燃油泵、供油操縱桿和各種飛行儀表組成，提供了一個逼真的飛機駕駛環境；發動機動力學方程組根據燃油的供應量和工作環境，解算出發動機的轉速，這部分由微型計算機數字仿真來實現；液壓泵－馬達系統是發動機轉速物理仿真的核心部分，由電力系統提供能量，在地面模擬中它主要帶動發動機的各種負載而無須提供推力；計算機監控系統負責發動機的動力學仿真，轉速測量與控制等，其他為模擬系統的輔助部分。

11系統各部分功能變量液壓泵由電動機帶動，其輸出流量直接進入液壓馬達，在系統壓力和流量的共同作用下，驅動液壓馬達旋轉，流量越大，馬達轉速越高。液壓泵排量的改變是通過電液伺服閥控制變量機構小油缸活塞位移，從而控制液壓泵斜盤傾角實現的。這樣，對變量液壓泵排量的連續調節便實現了液壓馬達輸出的無級調速的目的。“總、靜壓模擬系統”是為了對飛機在高空、高速或啟動條件下發動機轉速的變化情況進行仿真而設置的。“總、靜壓模擬系統”可以在0～25公里和0～5馬赫數范圍內提供發動機仿真所需要的總壓和靜壓信號。12系統工作過程按照系統工作的流程，主燃料系統輸出的燃料，結合發動機的工作環境，經過發動機動力學方程組的解算，用數字仿真的方法得到轉速的計算值，該計算值就是轉速物理仿真系統的參考輸入。泵－馬達液壓系統與轉速測量部分，以及控制器部分一起組成閉環控制系統，根據一定的控制策略來控制泵—馬達系統，使液壓馬達輸出軸的轉速快速、高精度地跟隨參考輸入，并在舵機加載系統施加不同的載荷時盡可能保持轉速不變。13微處理機選型由于飛機發動機地面模擬系統的復雜性，系統的信息量大、關系復雜，而且按設計要求，系統要有豐富、良好的用戶界面，如數據采集、顯示、處理、存儲等功能強，人對系統的干預、修改控制策略方便，圖形功能豐富等等，這就要求選用較高檔次的微處理機。本系統選用COMPAQ-386微型計算機（1990年）為整個系統的監控主機，用于處理信息的軟件采用高級語言（PASCAL語言）和匯編語言的混合編程。顯然，該系統成為一個嵌入式微處理器（微計算機）系統。14設計要求分解為四個子系統進行設計發動機轉速的物理仿真部分設計；發動機轉速測量系統設計；發動機控制部分設計；發動機的模擬駕駛部分設計；泵—馬達轉速控制系統設計的主要性能指標：(1)最大輸出功率：不小于65kW（帶動液壓泵的電動機功率為132kW）(2)轉速范圍：300～10000r/min，要求在此轉速范圍內能實現無級調速(3)轉速穩態精度（穩定時轉速脈動量）：0.1%穩態轉速(4)系統調節時間：空載情況下：0.12s（誤差帶2%）全慣量負載情況下：0.25s（誤差帶2%）156.5.3具體設計首先對各子系統提出更為具體的要求，并圍繞核心子系統進行設計。各子系統的具體要求是發動機轉速的物理仿真部分設計：與飛機發動機有相似的動特性轉速范圍大輸出功率高負載剛度高安裝尺寸小16各子系統的具體要求發動機轉速測量系統設計大范圍等精度發動機控制部分設計控制精度高響應速度快發動機的模擬駕駛部分設計飛行速度的操作舵機系統的操作17設計中的問題系統的設計任務主要集中在解決被控對象的測試系統和控制系統設計上。涉及到的子問題有：試驗激勵信號選擇、系統信號采集、信號處理、控制決策（控制算法）、性能評價等。根據飛機飛行的實際狀況及上面提出的設計性能指標，對飛機發動機輸出轉速提出的要求為：能快速、平穩地跟隨任意給定的連續輸入指令信號而保證飛機有良好的升、降速性能；能在接受階躍輸入（正或負）指令的條件下迅速實現飛機的升或降速的過渡而無超調（沖擊、振蕩）；有較強的抗干擾能力，如突加負載作用時保證飛機速度的穩定等。18設計中的問題階躍信號作用下的系統工作狀況最為惡劣，也最為典型，在通常的控制系統設計中，試驗激勵信號往往選取階躍形式，其典型性的另一表現在于，階躍信號的頻譜很豐富，能對被試系統給予充分的激勵。因此，本節僅以選取階躍信號——包括階躍輸入（用階躍信號輸入伺服閥）和階躍擾動（對液壓馬達輸出軸施加階躍負載擾動）——作控制設計激勵信號為例，研究泵控馬達系統在階躍激勵下的閉環轉速控制問題，使閉環控制系統動態過程達到要求的性能指標。19設計方法在計算機軟件設計中，自頂向下的設計方法和模塊化設計方法是常常為軟件設計者所采用的有效方法:自頂向下的程序設計方法是，程序設計時先從系統一級的管理程序或主程序入手，從屬的程序或子程序暫用標志代替。在完成系統一級的程序設計并測試合格后，再將標志逐步擴展成從屬程序或子程序并進行測試、查錯，最后對整個程序進行調試，直至完全通過。該技術是設計測試和連接同時按一個線索進行，不斷地吸收新的內容聯調，其中的矛盾和問題可較早發現、解決；模塊化的程序設計方法是把一個較長的完整程序按功能分成若干個小的程序或模塊，分別進行獨立設計、編程、調試，最后裝配在一起。這種方法的優點是：每一個模塊功能單一，編程、調試、修改和更新方便；模塊具有通用性，組合能力強，便于總功能擴充。20設計方法基于相似原理及移植技術，上面兩種方法的思路完全可以為系統硬件設計所吸取。對于本系統的設計，我們綜合運用兩者：首先將總系統分解為一些子系統，通過上一節初步設計的分析，現確定為四個子系統。各子系統再分解為功能模塊，分別設計軟、硬件并調試通過，最后組裝聯調，實現完整的系統設計任務。將泵—馬達轉速控制系統的設計劃分為三個主要環節（模塊）的問題：(1)系統建模與分析——獲得先驗知識；(2)動態信息獲取——轉速信號的測試；(3)控制決策——控制器設計。21模塊設計——(1)系統建模與分析

轉速的物理模擬部分，液壓泵—馬達轉速微機控制系統如圖所示。變量泵的流量控制是用伺服閥4、液壓缸—位移傳感器6組成的小閉環實現的。u為系統的控制輸入，經比較器與6反饋信號相減得到誤差信號er經伺服放大器5轉換成電流信號i輸入伺服閥。22液壓泵—馬達轉速系統數學模型式中，n1為液壓馬達軸轉速；Kce為總流量壓力系數；Kqp為變量泵的流量增益；Kq

為閥的流量增益；Dm

為液壓馬達每弧度排量；Ap為活塞有效面積；Xv為伺服閥閥芯位移；Ct為總泄漏系數；V0為泵和馬達的一個工作腔、連接管道及與此相連的非工作容積；βe為系統的等效體積模量；ω1h、ωh

分別為泵控液壓馬達和閥控缸的液壓固有頻率；ξ1h、ξh

分別為泵控液壓馬達和閥控缸的阻尼比；TL為作用在馬達軸上的任意外負載轉矩。23液壓泵—馬達轉速系統的特點系統是一個高階系統（階次至少在6階以上）。由于液壓缸、伺服閥和位置傳感器組成的變量伺服機構的慣量很小，液壓缸—負載的諧振頻率高達100Hz以上，ω1h>>ωh，系統的動態特性主要由變量柱塞泵和液壓馬達決定。液壓泵控馬達系統具有效率高的優點，常用于大功率場合。但它的響應相對較慢，原因是泵的變量機構負載效應嚴重。同時，系統又存在死區、飽和、滯環、粘性摩擦等非線性，參數受液壓油溫、伺服閥工作點影響而具有時變特點。這些特點使得難以采用數學解析式建立系統的精確模型，而只能作一定程度上的簡化建模，其非線性、參數時變均有待在控制器設計中予以補償、協調，以提高控制系統的動態響應性能、穩態精度，增強魯棒性。24模型的分析和簡化為了便于分析和簡化模型，根據液壓控制系統理論，可得系統的方框圖1伺服放大器，2伺服閥，3變量機構液壓缸，4變量機構，5泵控馬達和外負載轉矩，6齒輪機構，7位移傳感器，8速度傳感器25系統各環節的傳遞函數①伺服放大器增益：Ka，式中，er為偏差信號，是由輸入位置信號與反饋位置信號相減所得的電壓信號；I為電流輸出信號。顯然伺服放大器是一個電壓/電流轉換環節，起功率放大作用。26系統各環節的傳遞函數②伺服閥傳遞函數某型號伺服閥，通過查閱生產廠家提供的產品目錄和說明書數據，在系統液壓固有頻率>50HZ時，其傳遞函數：當系統液壓固有頻率<50HZ時，有：系統頻率很低時，可令：27系統各環節的傳遞函數③變量機構液壓缸——閥控缸傳遞函數式中,xp——液壓缸活塞桿的輸出位移；Ap——活塞有效面積；ωh1——閥控缸的固有頻率；ζh1——閥控缸的阻尼比。28系統各環節的傳遞函數④變量機構的比例系數KФ

活塞桿位移使寫盤繞一支點移動一角度，改變了斜盤的傾角，由于角度很小。故簡化為設活塞桿位移作用點距斜盤支點的距離為L，則29系統各環節的傳遞函數⑤泵控馬達系統如考慮外負載轉矩TL的擾動，可得框圖。從框圖中，可得泵控馬達傳遞函數為：如果不考慮外負載轉矩TL的擾動，即TL為常值時，則傳遞函數為：30系統的傳遞函數雖然我們對上述電液伺服系統進行了較為詳盡的分析，但是由于液壓系統的許多參數是用經驗值來確定的，制造中的誤差、系統參數的時變特性，加之系統的運行環境、負載變化時的特性等，都會造成系統模型的誤差，給控制器的設計帶來困難。對于特性未知的、模型難以進行精確數學描述的復雜系統(稱為灰箱或黑箱)的認識，通常采取基于試驗輸入—輸出響應方法來獲得系統的響應曲線，進而對其動特性進行特性分析，同樣，該方法也可以檢驗我們對系統模型的簡化是否合理。31泵—馬達系統的開環階躍響應曲線曲線是由一個大振蕩曲線和一些小振蕩曲線迭加而成，因而該系統是一個高階系統，系統時間常數為0.3秒，并具有大約0.06秒的時延。此外，通過頻率特性測得系統頻寬只有0.714Hz，動態響應慢，與理論分析的結果是比較一致的。32(2)動態信息獲取控制系統中，被控對象與控制器的相互聯系是靠信息通道建立的。從兩者聯系的方式上看，從被控對象中提取有用的動態信息(數據采集)送給控制器的通道稱為輸入通道；而控制器決策后提供給被控對象的控制信號通道稱為輸出通道。信息的傳遞形式可以是模擬量、數字量或開關量。由于系統的功率大、轉速的變化范圍很大（300～10000r/min），而系統的控制精度要求又較高（穩態值的0.1%），必然要求轉速的測試精度很高，這用通常的測速方法是難以實現的。33幾種常用測速方法的比較①直流測速發電機該方法是通過直流測速發電機將其輸入的轉速信號轉換成直流電壓輸出。其轉速與電壓的關系為：U=k×n顯然，如果k為常數，則U與n呈線性關系。實際上，僅在一定的轉速范圍內，U與n為線性關系，超出范圍則是非線性的。34直流測速發電機測速造成非線性的因素是多方面的，主要是電樞反應和延遲換向的去磁效應使非線性誤差隨轉速的增大或負載電阻的減小而增大。可見，該方法的使用要滿足電機轉速不得超過規定的最高轉速Nmax，負載電阻不可小于額定值。另外，電機本身物理結構的影響、旋轉運動、電磁轉換及溫度等因素會造成輸出電壓的波動，降低了測量精度。

型號激磁電流/A電樞電壓/V負載電阻/Ω轉速r/min輸出電壓不對稱度≤%輸出電壓線性誤差≤%新舊ZCF121AZCF5A0.0950±2.5200030001±1ZCF222S221F0.0974±3.7250035002±335②頻/壓轉換測速（F/V法）在被測軸上安裝一個齒輪盤，用磁電式傳感器把被測轉速信號轉換成近似正弦信號，經放大整形處理后成為脈沖信號，送入頻/壓轉換電路處理，可以得到與轉速對應的電壓。通常，電壓信號由模擬量輸入通道（A/D）采集入計算機。這樣，可測速范圍要受A/D位數的限制；另一方面，當輸入信號的頻率變化較劇烈時，輸出的電壓波動較大，干擾嚴重，而加大濾波電路的電容值，又會引起較大的時延。此外，頻/壓轉換電路芯片的主體——電荷泵也有一定的時延，說明此法在測量不同的轉速信號時，測量系統具有不同的測量精度，因此也不適宜采用。幾種常用測速方法的比較36③等精度測速法在一定的定時時間Ｔ內，同時對兩路脈沖進行計數——被測脈沖（頻率f）計了m個，標準時鐘脈沖（頻率f0）計了m0個，由于兩者計數時間相等，有關系式：

f＝(m·f0)/m0

因為定時時間很短，這m個被測周期內的頻率平均值可近似看作瞬態值。如果標準脈沖的頻率f0較高，被測信號的頻率f范圍就可以很廣。為減少測量誤差，用被測信號的上升沿同時打開和關閉這兩路計數器，這保證了誤差個數在定時時間段的一端積累，最多有±1個標準時鐘脈沖誤差。幾種常用測速方法的比較37等精度測速法38等精度測速法用等精度測量原理測量頻率的絕對誤差為：△f＝mf0［1/m0－1/(m0±1)］相對誤差為：

E＝1/(m0±1)可見，相對誤差僅決定于標準時鐘脈沖個數m0，而與被測信號無關，實現了大范圍內具有相等精度的頻率測試，而且時鐘頻率越高，精度越高。通常時鐘頻率在1MHz以上，這對幾千赫至幾十千赫的被測頻率量來說，精度已足夠高了（理論上可達十萬分之一）。此外，選擇較高的時鐘信號，相應地可縮短定時時間，提高對被測量測試的實時性，這有利于完成控制算法。

39一般說來，測量誤差是由多種因素帶來的，主要包括噪聲污染、測量原理及測量裝置三個方面。因此若要得到高精度的轉速測試的設計就要從這三方面考慮，盡量提高信號質量、完善測試原理及優化測試裝置的設計。首先，改善信號質量：實現模擬量到頻率量的轉化。考慮到數字信號具有較強的抗干擾能力，把磁電式傳感器檢測的液壓馬達轉速信號經過放大、整形處理成脈沖序列，脈沖數與轉速有一定的對應關系，于是對轉速的測試轉化為對脈沖的計數。這相當于對信號進行了有效的濾波處理，使得信號的抗干擾能力明顯增強。高精度的轉速測試的設計40其次，完善測試原理：采用等精度測頻原理。被測信號經過前述處理后，接下來就是測頻計數的過程。通常的測頻方法有測頻法和測周法：測頻法：就是在給定的時間（稱為定時時間或測量周期）內累計被測信號的脈沖數。設在一個測量周期T時間內，m為被測頻率的脈沖個數，則被測頻率為：

f＝m/T

測頻法存在的問題是：測量周期T是固定的，這種用固定的時間去卡被測信號，難免會出現±1個被測脈沖數誤差。當被測信號頻率較低，即被測信號周期不能滿足遠小于測量周期的條件時，將有較大的測量誤差。該法僅適合于高頻測試。高精度的轉速測試的設計41高精度的轉速測試的設計測周法：就是在一個被測頻率脈沖時間內，測量所用的時間t。被測頻率為：

f＝1/t

通常，測量時間t是對一個標準時鐘信號進行計數，這會帶來±1個時鐘脈沖誤差。當被測頻率較高或其周期不遠遠大于標準時鐘周期時，誤差較大，該法多用對于低頻脈沖的測量。測周法帶來的另一個問題是：測量周期是隨被測頻率而變，這對數字控制系統的性能將帶來嚴重的影響。飛機發動機的轉速是在大幅度內變化的，顯然，單獨的測頻、測周法不能保證在整個轉速范圍內均有較高的測試精度。等精度測試法可以得到全范圍內的高精度測試42最后，優化測試裝置設計：與微機接口，軟、硬件兼備。考慮到本模擬系統是一個微機監控系統，各子系統、各模塊的設計要盡可能充分地利用計算機的功能優勢，測速裝置硬件設計為插卡式微機接口電路板，并配備完善的軟件，軟件設計成模塊結構，通用性強、功能豐富。高精度的轉速測試的設計43(3)控制策略設計控制器結構液壓泵—馬達系統不能保證建模的精度，液壓系統中有許多經驗參數，只能在某范圍內取值，而且傳動介質(液壓油)溫度的變化對系統工作有很大的影響，加上非線性因素，造成了系統的復雜性。有鑒于此，考慮到智能控制方法的優點——回避了對系統精確數學模型的依賴性，只需模仿人對系統的定性認識，就能設計出具有智能性的控制器，并能得到控制性能的滿意解。

44控制模式的切換基于操作者的經驗，實施控制的判據主要是被控制變量的偏差（理想值減去測量值）。控制模式的切換也是依據轉速的偏差e=R－Y的大小：當第i時刻偏差|e|>EM（EM為預先設定的偏差上限）時，選擇最少拍控制模式；當Em<|e|<EM（Em為預先設定的偏差下限）時，執行模糊控制模式；當|e|<Em時，切換到PID控制模式。45控制模式設計①最少拍控制模式最少拍控制就是要在最少時間內使系統跟蹤希望值，并保持穩定。46最少拍控制模式為使系統跟蹤盡可能快，最少拍的第一拍常給出一個很大的正值來加快系統響應；而為了保證系統的穩定性，第二拍又給出一負值使系統不產生超調。一般，對二階以上的系統，還要繼續給出正值、負值進行控制，直到系統穩定。由于第一拍的控制量很大，因此最少拍要求控制量不受約束。這是一種用解析方法來設計控制器的手段，對模型精度要求很高。對本系統而言，最少拍控制作為整個控制器的一種模式，可以采用簡化模型設計。由于采用簡化模型，最少拍控制不能使系統真正做到在“最少拍”內精確地跟隨到給定值上，只能是一種加速響應的控制，使轉速偏差迅速減小到某極限值（本系統設為EM）內，控制切換到模糊模式。47控制模式設計②模糊控制模式作為智能控制的重要組成部分，模糊控制的突出特點在于：它不再仔細地研究被控系統的數學模型，而更關心控制器本身。模糊控制的實用方法是：基于對經驗、試驗的離線分析和總結，將工作范圍內的模糊規則總結成一張模糊規則表。實施控制時只需查表、按表中所給的控制量輸出控制。這減少了控制系統在線計算量，提高了實時性。48控制模式設計③PID控制模式在本系統控制策略的設計中，當轉速偏差進入預先設定的下限Em后，即實施常規PID調節，它對系統的作用主要是使系統盡快穩定下來并保證穩態精度（即使在穩態，系統也經常會受到各種隨機擾動，PID調節也是必要的），而對動態響應作用很小。從上述的三模式控制方式來看，最少拍控制和模糊控制作用于系統輸出轉速有大偏離和較大偏離情況下，這時系統的非線性影響較嚴重，這兩種控制模式可使問題得到簡化、優化。