數(shù)字pid技術(shù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-27 18:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 激式瞬時(shí)響應(yīng)，這是由微分調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的，它對(duì)誤差的變化產(chǎn)生一個(gè)控制作用，以調(diào)整系統(tǒng)輸出，阻止誤差的變化。誤差變化速度越快 ud越大，反饋校正量則越大，故微分調(diào)節(jié)器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，同時(shí)加快了系統(tǒng)的穩(wěn)定速度，縮短調(diào)整時(shí)間，從而改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 （三） PID控制算法的數(shù)字實(shí)現(xiàn) 采用單片微機(jī)作為控制器核心的自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化框圖如圖所示： 圖 單片機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化框圖 12西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 它是由 803 8051或 8751等單片微機(jī)系統(tǒng)通過(guò) A/D電路檢測(cè)過(guò)程變量 Y， 并計(jì)算誤差 e和控制變量 u， 通過(guò) D/A變換后輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使過(guò)程 Y穩(wěn)定在設(shè)定點(diǎn)上。 由于計(jì)算機(jī)控制是一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時(shí)刻的誤差計(jì)算控制變量 u， 因此模擬 PID控制算法公式中的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)不能直接準(zhǔn)確計(jì)算，只能用數(shù)值計(jì)算的方法逼近。1. 位置式 PID控制算法： 在采樣時(shí)刻 t=i*T（ T為采樣周期， i為正整數(shù)），通過(guò)數(shù)值公式近似計(jì)算得： 13西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育２ .增量式 PID控制算法： 當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的絕對(duì)值，而是其增量時(shí)，由上式可導(dǎo)出增量式 PID計(jì)算公式：上式可以 進(jìn) 一步改寫 為 ： 式中： 14西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育３ .兩者的區(qū)別（１）而位置式 PID每次輸出與整個(gè)過(guò)去狀態(tài)有關(guān)，容易產(chǎn)生較大的累積計(jì)算誤差，增量式 PID算法只需保持現(xiàn)時(shí)以前三個(gè)時(shí)刻的誤差，計(jì)算增量，計(jì)算誤差對(duì)控制量的計(jì)算影響較??；（２）控制從手動(dòng)切換到自動(dòng)時(shí)，增量式 PID比位置式 PID更易于實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊切換。（四） PID算法的程序舉例 在很多控制系統(tǒng)中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的是控制變量的絕對(duì)值而不是增量，但由于增量式 PID算法程序簡(jiǎn)單，因此我們可采用增量式計(jì)算，但輸出則采用位置式的輸出形式。式中： ei = WYi， W為設(shè)定值， Yi為第 i次實(shí)際輸出值； 15西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育Ｋ Ｐ 為比例系數(shù)；積分系數(shù) ?。桑剑裕?i；微分系數(shù) ?。模剑?d／ Ｔ，T為采樣周期。程序流程圖如下：（程序略） 16西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育二、 PID算法的改進(jìn)（一）飽和效應(yīng) 在實(shí)際的控制系統(tǒng)中，控制變量的實(shí)際輸出值往往受到執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能的約束，而被限制在有限的范圍內(nèi)，即 。如果微機(jī)輸出的控制變量超出此工作范圍，則實(shí)際執(zhí)行的控制量就不再是計(jì)算值，由此
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