基于pid的爐溫控制系統(tǒng)設計與仿真(編輯修改稿)
2024-12-13 21:49 本頁面
【文章內容簡介】 e ?? dTtde)( T nene )1()( ?? ?t dtte0 )( ?? ?? ? nini ieTTie 00 )()( 表 模擬 PID控制規(guī)律的離散化 二、數(shù)字 PID 控制器的差分方程 ? ?000)()()()1()()()()(unununuuneneTTieTTneKnuDIPniDIP??????????? ????? ?? （ 23） 式中 )()( neKnu PP ? 稱為比例項 ???niIPI ieTTKnu0 )()( 稱為積分項 ? ?)1()()( ??? neneTTKnu DPD 稱為微分項 三、常用的控制方式 P 控制 0)()( ununu P ?? PI 控制 0)()()( unununu IP ??? PD 控制 0)()()( unununu DP ??? PID 控制 0)()()()( ununununu DIP ???? 四、 PID 算法的兩種類型 位置型控制 ? ? 00 )1()()()()( uneneTTieTTneKnu ni DIP??????? ????? ?? （ 24） 增量型控制 ? ? ? ?)2()1(2)()()1()()1()()(?????????????neneneTTKneTTKneneKnununuDPIPP （ 25） PID 算法的程序流程 一、 增量型 PID 算法的程序流程 增量型 PID 算法的算式 5 )2()1()()( 210 ?????? neaneaneanu （ 26） 式中 )1(0 TTTTKa DIP ???， )21(1 TTKa DP ???，TTKa DP??2 （ 27） 增量型 和位置型 PID 算法的程序流程 ，如圖 所示 圖 增量型和位置型 PID算法的程序流程 二、位置型 PID 算法的程序流程 位置型的遞推形式 )2()1()()1()()1()( 210 ??????????? neaneaneanunununu （ 28） 位置型 PID 算法的程序流程 只需在增量型 PID 算法的程序流程基礎上增加一次加運算Δu(n)+u(n1)=u(n)和更新 u(n1)即可。 三、對控制量的限制 控制算法總是受到一定運算字長的限制 執(zhí)行機構的實際位置不允許超過上 (或下 )極限 ??????maxmin)()(unuunu m axm axm inm in)()()(unuunuuunu???? 微分先行 PID 控制器 一、 微分先行 PID 控制算法的基本原理 微分先行是把對偏差的微分改為對被控量的微分，這樣，在給定值變化時，不會產生輸出的大幅度變化。而且由于被控量一般不會突變，即使給定值已發(fā)生改變，被控量也是緩慢變化的，從 而不致引起微分項的突變。微分項的輸出增量6 為 ? ?)1()()( ?????? ncTTKnu DPD （ 29） 相對于普通 PID控制算法來說 PID算法的實質是將微分運算提前進行。微分運算有兩種結構 (a)所示(b)所示 。 (a)對輸出量先行微分 PID算 （ b）對偏差量先行微分 PID算法 如圖 (a)所示 (b)展示的結構是對偏差值先行微分PID 控制。而通常所說的“微分先行” PID 主要是指第一種方式 。 電阻爐系統(tǒng)數(shù)學模型的建立 通常電阻爐的溫度控制可用以下模型定性描述 ? ?20dXT X K V tdt ?? ? ? （ 210） 式中： X電阻爐內溫升 (指爐內溫度與室溫溫差 )； 7 K放大系數(shù)； 0? 純滯后時間； t加熱時間； T時間系數(shù)； V控制電壓 理論分析和實驗結果表明 :電加熱裝置是一個具有自平衡能力的對象，可用二階系統(tǒng)純滯后環(huán)節(jié)來描述。然而，對于二階不振蕩系統(tǒng)，通過參數(shù)辨識可以降為一階模型。因而一般可用一階慣性滯后環(huán)節(jié)來描述溫控對象的數(shù)學模型。 所以，電阻爐溫度模型的傳遞函數(shù)為 () 1sKeGS TS ???? ? （ 211） 其中， K， T， ? 分別為對象模型的靜態(tài)增益、純滯后時間常數(shù)和慣性時間常數(shù)， s為復變量。 l)靜態(tài)增益 K 放大系數(shù) K又稱為放大系數(shù)，是被控對象重新達到平衡狀態(tài)時的輸出變化量和輸入變化量之比，它是不隨時間變化的量。在相同的輸入變化作用下，被控對象的 K越大，輸出變化量就越大，即輸入對輸出的影響越大，被控對象的自身穩(wěn)定性越差 。反之， K 越小，被控對象的穩(wěn)定性就越好。 2)滯后時間 T 在過程控制中，很多被控對象在受到輸入變量的作用以后，其被控量并不立即發(fā)生改變，而是經過一定時間才發(fā)生變化，這就是滯后現(xiàn)象，滯后時間下是描述這種現(xiàn)象的動態(tài)參數(shù)。 3)時間常數(shù) ? 時間常數(shù) ? 反映了被控對象受到輸入作用以后，輸出變量達到新穩(wěn)態(tài)值的快慢，它決定了整個動態(tài)過程的長短，是被控對象的動態(tài)特性參數(shù)。 8 第三章 GUI 圖形用戶界面設計 MATLAB 的 GUI 的界面設計 MATLAB
研究報告相關推薦
鄂ICP備17016276號-1