計(jì)算機(jī)控制數(shù)字pid控制算法-wenkub
2023-05-15 12:01:36 本頁面
【正文】 k kjITTu K e e e e uTT?? ? ? ??? ? ? ? ??1 1 1 2[ ( 2 ) ]Dk k k P k k k k k kITTu u u K e e e e e eTT? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?100[ ( ) ]kDk P k j k kjITTu K e e e e uTT ??? ? ? ? ??增量式控制算法提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的增量△ uk ，只需要保持 現(xiàn)時(shí)以前 3個(gè)時(shí)刻的偏差值即可 10:04 25 準(zhǔn)連續(xù) PID控制算法（ 9） ◆ 位置式與增量式 PID控制 算法的比較 10:04 26 準(zhǔn)連續(xù) PID控制算法（ 10） ★ 增量式算法 不需做累加，計(jì)算誤差和計(jì)算精度問題對控制量的計(jì)算影響較?。晃恢檬剿惴ㄒ玫竭^去偏差的累加值，容易產(chǎn)生較大的累計(jì)誤差。實(shí)際上，微分作用的引入降低了系統(tǒng)抗干擾能力，尤其是高頻尖峰干擾情況更嚴(yán)重，所以一般 不選太大。 Kp1時(shí)： 與 Kp1時(shí)，對系統(tǒng)性能的影響正好相反。 “ 利用偏差、消除偏差 ” PID控制器的輸入輸出關(guān)系為： ? ??? t DIP dt tdeKdtteKteKtu 0 )()()()( 在很多情形下， PID 控制并不一定需要全部的三項(xiàng)控制作用，而是可以方便靈活地改變控制策略，實(shí)施 P、 PI、 PD 或 PID 控制。然而，目前即使在過程計(jì)算機(jī)控制中，PID控制仍然是應(yīng)用最廣泛的控制算法。 10:04 2 10:04 3 引言 在過程控制中， PID控制算法是應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。10:04 1 第 4章 Chapter 4 數(shù)字 PID控制算法 Data PID Control Arithmetic ? 各位同仁，有需要幫助的，可以跟我聯(lián)系。它具有原理簡單、易于實(shí)現(xiàn)、魯棒性強(qiáng)和適用面廣等優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)用于生產(chǎn)過程控制以前，模擬 PlD調(diào)節(jié)器幾乎一直占壟斷地位。 ? 不過，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) PID控制，就不僅僅是簡單地把 PID控制規(guī)律數(shù)字化，而是進(jìn)一步與計(jì)算機(jī)的邏輯判斷功能結(jié)合起來，使 PID控制更加靈活多樣，更能滿足生產(chǎn)過程提出的各種要求。 PID G（ S） yr yo e u 10:04 9 概述（ 2） ? PID調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn) ★ 技術(shù)成熟 ★ 易被人們熟悉和掌握 ★ 不需要建立數(shù)學(xué)模型 ★ 控制效果好 10:04 10 概述（ 3） ?PID控制實(shí)現(xiàn)的控制方式 ◆ 模擬方式： 用電子電路調(diào)節(jié)器，在調(diào)節(jié)器中，將被測信號與給定值比較，然后把比較出的差值經(jīng) PID電路運(yùn)算后送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改變給進(jìn)量，達(dá)到調(diào)節(jié)之目的。 10:04 15 準(zhǔn)連續(xù) PID控制算法（ 3） ◆ 比例積分調(diào)節(jié)器 其中： — 積分時(shí)間常數(shù) 01 dtPIu K e e tT?????????ITe (t)y00tte (t)y00tty 1 =K P e (t)K 1 K P e (t)y 2特點(diǎn)：無靜差控制， 但容易引起超調(diào)，甚至出現(xiàn)振蕩，Ti增大，則積分作用弱，將減慢消除靜差的過程，但可減小超調(diào)，提高穩(wěn)定性； 對于滯后較小的對象， Ti可選的小一些，如流量、壓力等對滯后較大的對象， Ti可選得大些，如溫度等 10:04 16 （積分）控制 ( ) 1 1()()cUsGse s R CS TS???C R e(t) u(t) + 10:04 17 準(zhǔn)連續(xù) PID控制算法（ 4） ◆ 比例微分調(diào)節(jié)器 其中： — 微分時(shí)間常數(shù) 0ddPDeu K e T ut??? ? ?????DT微分作用：減小超調(diào)，克服振蕩， 提高穩(wěn)定性，改善系統(tǒng)動態(tài)特性 注意 u0為偏差 e=0 時(shí)的調(diào)節(jié)器輸出 , 又稱之為 穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn) 。 dT10:04 20 ? 參數(shù)選值范圍受限制。 ★ 控制從手動切換到自動時(shí)， 位置式算法 必須先將計(jì)算機(jī)的輸出值置為原始值 u0 時(shí)，才能保證無沖擊切換； 增量式算法與原始值無關(guān)，易于實(shí)現(xiàn)手動到自動的無沖擊切換。 位置式 PID數(shù)字調(diào)節(jié)器 除本身安全性、相對控制精度外，在 PID 位置控制算式中存在累加，不僅要占用許多存儲單元，也不利于編寫程序及執(zhí)行速度。 １２一般P I D積分分離P I D開始引入積分作用Y ( t )t0P10:04 36 對標(biāo)準(zhǔn) PID算法的改進(jìn)（ 4） ◆ 有效偏差法 — 思路：當(dāng)算出的控制量超出限制范圍時(shí)，將相應(yīng)的這一控制量的偏差值作為有效偏差值進(jìn)行積分，而不是將實(shí)際偏差值進(jìn)行積分。 積分分離對積分項(xiàng)采用 “ 開關(guān) ” 控制 ， 而變速積分則是根據(jù)誤差的大小改變積分項(xiàng)速度 ， 屬線性控制 。 選用什么控制律是由對象特性，控制要求和生產(chǎn)工藝決定的。 ?參數(shù)整定方法： 理論方法，湊試法，試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)法，后兩種工程上比較有用。 2020ddetet????????????????數(shù) 字模 擬控 制 度 ＝10:04 70 PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇（ 8） ④ 根據(jù)選定的控制度，查表求得 T、 Kp、 TI、 TD的值 控制度 控制規(guī)律 T KP TI TD PI PID u PI PID u PI PID u PI PID u 10:04 71 PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇（ 9） ? 采樣周期的選擇 ◆ 根據(jù)香農(nóng)采樣定理，系統(tǒng)采樣頻率的下限為 fs = 2fmax，此時(shí)系統(tǒng)可真實(shí)地恢復(fù)到原來的連續(xù)信號 ◆ 從執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特性要求來看 ， 有時(shí)需要輸出信號保持一定的寬度 ， 采樣周期必須大于這一時(shí)間 ◆ 從控制系統(tǒng)的隨動和抗干擾的性能來看，要求采樣周期短些 ◆ 從微機(jī)的工作量和每個(gè)調(diào)節(jié)回路的計(jì)算來看，一般要求采樣周期大些 ◆ 從計(jì)算機(jī)的精度看，過短
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