基于matlab的模糊自適應pid控制器仿真研究以及與常規(guī)pid的比較-文庫吧
2025-07-26 16:22 本頁面
【正文】 偏差的比例（KP）、積分(KI)和微分(KD)通過線性組合構成控制量，對被控對象進行控制，KP、KI和KD 3個參數(shù)的選取直接影響了控制效果。 比例 積分 微分被控對象/圖1 PID控制器系統(tǒng)原理框圖 在經(jīng)典PID控制中，給定值與測量值進行比較，得出偏差e(t)，并依據(jù)偏差情況，給出控制作用u(t)。對連續(xù)時間類型，PID控制方程的標準形式為，(1) 式中，u(t)為PID控制器的輸出，與執(zhí)行器的位置相對應；t為采樣時間；KP為控制器的比例增益；e(t)為PID控制器的偏差輸入，即給定值與測量值之差；TI為控制器的積分時間常數(shù)；TD為控制器的微分時間常數(shù)。離散PID控制的形式為 （2）式中，u(k)為第k次采樣時控制器的輸出。k為采樣序號，k=0, …。e(k)為第k次采樣時的偏差值。T為采樣周期。e(k1)為第(k1)次采樣時的偏差值。離散PID控制算法有如下3類:位置算法、增量算法和速度算法。增量算法為相鄰量詞采樣時刻所計算的位置之差，即（3）式中。 從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應速度、超調量和穩(wěn)態(tài)精度等方面來考慮，KP、KI、KD對系統(tǒng)的作用如下。 （1）系數(shù)KP的作用是加快系統(tǒng)的響應速度，提高系統(tǒng)的調節(jié)精度。KP越大，系統(tǒng)的響應速度越快，系統(tǒng)的調節(jié)精度越高，但易產生超調，甚至導致系統(tǒng)不穩(wěn)定、KP過小，則會降低調節(jié)精度，使響應速度緩慢，從而延長調節(jié)時間，使系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性變壞。 (2)積分系數(shù)KI的作用是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。KI越大，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差消除越快，但KI過大，在響應過程的初期會產生積分飽和現(xiàn)象，從而引起響應過程的較大超調。若KI過小，將使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差難以消除，影響系統(tǒng)的調節(jié)精度。 (3)微分作用系數(shù)KD的作用是改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。其作用要是能反應偏差信號的變化趨勢，并能在偏差信號值變的太大之前，在系統(tǒng)引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調節(jié)時間。
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