id控制原理ppt課件(已修改)
2025-05-17 13:06 本頁(yè)面
【正文】 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 檢測(cè)與控制技術(shù) ◆ 課時(shí)授課計(jì)劃 ◆ 提 綱 ◆ 課 程 內(nèi) 容 精品課程 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 課題： 第 6章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 PID控制及作用 離散化的方法 數(shù)字 PID及其算法 標(biāo)準(zhǔn) PID算法的改進(jìn) PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定 純滯后補(bǔ)償控制技術(shù) 串級(jí)控制技術(shù) 其它常用的控制方法 目的與要求： 了解和掌握數(shù)字 PID 控制算法、 PID 調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定。 課時(shí)授課計(jì)劃 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 重點(diǎn)與難點(diǎn)： 重點(diǎn)： 數(shù)字 PID 控制算法、 PID 調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定。 難點(diǎn)： 標(biāo)準(zhǔn) PID 算法的改進(jìn)。 課堂討論： 為什么要對(duì) 標(biāo)準(zhǔn) PID 算法進(jìn)行改進(jìn) ？ 現(xiàn)代教學(xué)方法與手段： 微型計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程 PowerPoint 復(fù)習(xí)（提問(wèn)）： 數(shù)字 PID 控制算法兩種數(shù)學(xué)模型是什么？ 課時(shí)授課計(jì)劃 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 PID控制及作用 比例調(diào)節(jié)器 比例積分調(diào)節(jié)器 比例積分微分調(diào)節(jié)器（ PID） 離散化的方法 差分變化法 零階保持器法 雙線性變化法 數(shù)字 PID及其算法 位置式 PID控制算法 PID增量式控制算法 標(biāo)準(zhǔn) PID算法的改進(jìn) “ 飽和 ” 作用的抑制 課程提綱 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 不完全微分 PID算法 微分先行 PID算法 帶死區(qū)的 PID控制 給定值突變時(shí)對(duì)控制量進(jìn)行阻尼的算法 PID調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定 湊試法確定 PID調(diào)節(jié)參數(shù) 實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)法確定 PID調(diào)節(jié)參數(shù) 純滯后補(bǔ)償控制技術(shù) 純滯后補(bǔ)償算法 純滯后補(bǔ)償環(huán)節(jié)的數(shù)字控制器 課程提綱 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 其它常用的控制方法 比值控制 選擇性控制 思考題與習(xí)題： P229 課程提綱 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 PID控制及作用 PID調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器 ， 這種調(diào)節(jié)器是將設(shè)定值 r（ t） 與輸 出值 c（ t） 進(jìn)行比較 構(gòu)成控制偏差 e（ t） ＝ r（ t） － c（ t） 將其按比例、積分、微分運(yùn)算后，并通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，如圖所 示，所以簡(jiǎn)稱(chēng)為 P（ 比例）、 I（ 積分）、 D（ 微分）調(diào)節(jié)器。 K i /S 被控對(duì)象K pr ( t ) e ( t ) c ( t )K d Su ( t )++++模擬 PID調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)框圖 課程內(nèi)容1 比例調(diào)節(jié)器 比例調(diào)節(jié)器對(duì)于偏差階躍變 化的時(shí)間響應(yīng)如圖所示。 比例調(diào)節(jié)器對(duì)于偏差 e是即 時(shí)反應(yīng)的，偏差一旦產(chǎn)生，調(diào)節(jié) 器立即產(chǎn)生控制作用使被控量朝 著偏差減小的方向變化，控制作 用的強(qiáng)弱取決于比例系數(shù) Kp的大 小。 0ueKu p ??Kp—— 比例系數(shù)； u0—— 是控制量的基準(zhǔn) ， 也就是 e＝ 0時(shí)的一種控制作用 te ( t )（0t 01tu ( t)0t 0u 0K P eP調(diào)節(jié)器的階躍時(shí)間響應(yīng) 課程內(nèi)容2 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 簡(jiǎn)單、快速，有靜差。 比例積分調(diào)節(jié)器 PI調(diào)節(jié)器對(duì)于偏差的階躍響應(yīng)如圖所示。 可看出除按比例變化的成分外，還帶有累計(jì) 的成分。只要偏差 e不為零，它將通過(guò)累計(jì)作 用影響控制量 u， 并減小偏差，直至偏差為零， 控制作用不在變化，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)。 00 )1( uedtTeKutIP ??? ?TI—— 積分時(shí)間常數(shù) e01t0tc0u0t0tTiKpKpPI調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng) 課程內(nèi)容3 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 比例積分微分調(diào)節(jié)器（ PID） （ PID） 表達(dá)式 （ PID） 的響應(yīng) 理想的 PID調(diào)節(jié)器對(duì)偏差階躍變化的響 應(yīng)如圖所示。 它在偏差 e階躍變化的瞬間 t＝ t0處有一 沖擊式瞬時(shí)響應(yīng)，這是由附加的微分環(huán)節(jié)引 起的。 其控制規(guī)律為 01t0te0u0t0tTiKpKpcdtdeTKuDPd ?00 )1( udtdeTe dtTeKu DtIP ???? ?TD—— 微分時(shí)間 （ 63） 課程內(nèi)容4 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 它對(duì)偏差的任何變化都產(chǎn)生 —— 控制作用 ud以調(diào)整系統(tǒng)輸出，阻 止偏差的變化。偏差變化越快 , ud越大，反饋校正量則越大。故微分 作用的加入將有助于減小超調(diào)，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。 4. PID調(diào)節(jié)器與 PI調(diào)節(jié)器的區(qū)別 PI調(diào)節(jié)器雖然可以消除靜差，但卻降低了響應(yīng)速度。 PID調(diào)節(jié)器 加快了系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性 能。 課程內(nèi)容5 第六章 數(shù)字 PID及其改進(jìn)算法 離散化的方法 微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)是采用數(shù)字控制方式，所以應(yīng)對(duì)模擬調(diào)節(jié)器進(jìn)行離散 化處理，以便微機(jī)能夠通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)其控制算法。 差分變化法 離散化處理的方法之一，是將模擬調(diào)節(jié)器的微分方程表達(dá)式的導(dǎo)數(shù) 可用差分近似代替。 把原連續(xù)校正裝置傳遞函數(shù) D（ s） 轉(zhuǎn)換成微分方程，再用差分方程 近似該微分方程。 差分近似法有兩種：后項(xiàng)差分和前項(xiàng)差分。微機(jī)測(cè)控離散化只采用 后項(xiàng)差分。
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