先進(jìn)pid控制及其matlab仿真(編輯修改稿)
2025-06-16 20:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 k??? ? ? ? ? ? ? ??( ) ( ( ) ( 1 ) ) ( ) ( ( ) 2 ( 1 ) ( 2 ) )p i du k k e k e k k e k k e k e k e k? ? ? ? ? ? ? ? ? ?)1()()( ???? kukuku 增量式 PID控制算法及仿真 ? 根據(jù)增量式 PID控制算法，設(shè)計了仿真程序。設(shè)被控對象如下： ? PID控制參數(shù)為： Kp=8,Ki=,Kd=10 sssG 50400)(2 ?? 增量式 PID控制算法及仿真 ? 增量式 PID階躍跟蹤結(jié)果 積分分離 PID控制算法及仿真 ? 在普通 PID控制中，引入積分環(huán)節(jié)的目的主要是為了消除靜差，提高控制精度。但在過程的啟動、結(jié)束或大幅度增減設(shè)定時，短時間內(nèi)系統(tǒng)輸出有很大的偏差 ,會造成 PID運算的積分積累，致使控制量超過執(zhí)行機(jī)構(gòu)可能允許的最大動作范圍對應(yīng)的極限控制量，引起系統(tǒng)較大的振蕩，這在生產(chǎn)中是絕對不允許的。 ? 積分分離控制基本思路是，當(dāng)被控量與設(shè)定值偏差較大時，取消積分作用，以免由于積分作用使系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，超調(diào)量增大；當(dāng)被控量接近給定量時，引入積分控制，以便消除靜差，提高控制精度。 具體實現(xiàn)的步驟是： 根據(jù)實際情況，人為設(shè)定閾值 ε＞ 0； 當(dāng) ∣ e (k)∣ ＞ ε時，采用 PD控制，可避免產(chǎn)生過大的超調(diào)，又使系統(tǒng)有較快的響應(yīng)； 當(dāng) ∣ e (k)∣ ≤ε時，采用 PID控制，以保證系統(tǒng)的控制精度。 積分分離 PID控制算法及仿真 積分分離 PID控制算法及仿真 ? 積分分離控制算法可表示為： 式中， T為采樣時間， β項為積分項的開關(guān)系數(shù) 0( ) ( ) ( ) ( ( ) ( 1 ) ) /kp i dju k k e k k e j T k e k e k T??? ? ? ? ?????01()ek ??()ek ?? 積分分離 PID控制算法及仿真 根據(jù)積分分離式 PID控制算法得到其程序框圖如右圖。 積分分離 PID控制算法及仿真 ? 設(shè)被控對象為一個延遲對象： 采樣時間為 20s，延遲時間為 4個采樣時間，即 80s，被控對象離散化為： 160)(80???sesG s)5()2()1()2()( ????? kunumkyd e nky 積分分離 PID控制算法及仿真 積分分離式 PID階躍跟 采用普通 PID階躍跟蹤 積分分離 PID控制算法及仿真 ? Simulink主程序 積分分離 PID控制算法及仿真 ? 階躍響應(yīng)結(jié)果 積分分離 PID控制算法及仿真 ? 需要說明的是，為保證引入積分作用后系統(tǒng)的穩(wěn)定性不變，在輸入積分作用時比例系數(shù)Kp可進(jìn)行相應(yīng)變化。此外， β值應(yīng)根據(jù)具體對象及要求而定，若 β過大，則達(dá)不到積分分離的目的； β過小，則會導(dǎo)致無法進(jìn)入積分區(qū)。如果只進(jìn)行 PD控制，會使控制出現(xiàn)余差。 （為什么是 β？） PID控制算法及仿真 ? 積分飽和現(xiàn)象 所謂積分飽和現(xiàn)象是指若系統(tǒng)存在一個方向的偏差， PID控制器的輸出由于積分作用的不斷累加而加大，從而導(dǎo)致 u(k)達(dá)到極限位置。此
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