四軸pid控制算法詳解單環(huán)pid、串級(jí)pid資料(編輯修改稿)
2024-08-26 00:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 使控制量超過(guò)執(zhí)行結(jié)構(gòu)可能允許的最大動(dòng)作范圍， 引起系統(tǒng)較大的超調(diào)，甚至振蕩） 當(dāng)誤差大于某個(gè)閾值時(shí)，采用PD控制，當(dāng)誤差在該閾值范圍內(nèi)，采用PID控制注意：閾值的選取，過(guò)大，則達(dá)不到積分分離的目的；過(guò)小，則會(huì)導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)入積分區(qū)2抗積分飽和的措施： 限制PI調(diào)節(jié)器的輸出（這樣有可能在正常操作中不能消除系統(tǒng)的余差） 積分分離法：誤差在某個(gè)范圍內(nèi)開(kāi)啟積分調(diào)節(jié)（既不會(huì)積分飽和又能在小偏差時(shí)利用積分作用消除偏差） 遇限削弱積分法：調(diào)節(jié)器輸出大于某個(gè)值后，只累加負(fù)誤差（可避免控制量長(zhǎng)時(shí)間停留在飽和區(qū)）2比例微分PD調(diào)節(jié)器 仍然屬于有差調(diào)節(jié) 提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因?yàn)槲⒎諨的作用總是試圖抑制被調(diào)量的振蕩，所以也增加了系統(tǒng)的阻尼程度 因?yàn)樘岣吡讼到y(tǒng)的穩(wěn)定性，所以可以適當(dāng)加大Kp D只是輔助作用，主要還是P控制2MATLAB仿真純P調(diào)節(jié)（Kp大，穩(wěn)態(tài)誤差小，響應(yīng)快，但超調(diào)大）PI調(diào)節(jié)（Ti小，響應(yīng)速度加快，超調(diào)大，系統(tǒng)振蕩加?。㏄I調(diào)節(jié)（在同樣積分常數(shù)Ti下，減小比例增益Kp可減小超調(diào)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性）PD調(diào)節(jié)（引入微分項(xiàng)，提高了響應(yīng)速度，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性但不能消除系統(tǒng)的余差）PD調(diào)節(jié)（微分時(shí)間越大，微分作用越強(qiáng)，響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)越穩(wěn)定）PID調(diào)節(jié)（PD基礎(chǔ)上I作用的引入消除了余差，達(dá)到了理想的多項(xiàng)性能指標(biāo)要求：超調(diào)、上升時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間、余差等）PID參數(shù)整定需要查看三種基本曲線(xiàn)，缺一不可： 設(shè)定值 被調(diào)量 PID輸出如果是串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，還需要收集： 副調(diào)的被調(diào)量 副調(diào)PID輸出3在整定PID參數(shù)時(shí)，PID三個(gè)參數(shù)的大小都不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。也就是說(shuō)，如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)參數(shù)比較合適，就把這個(gè)參數(shù)固定死，不管別的參數(shù)怎么變化，永遠(yuǎn)不動(dòng)前 面固定的參數(shù)。這是要不得的。3如果是串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在整定參數(shù)時(shí)，一般把主、副調(diào)隔離開(kāi)來(lái)，先整定一個(gè)回路，再全面考慮。一般而言，先整定內(nèi)回路。把PID參數(shù)隔離開(kāi)來(lái)，先去掉積分、微分作 用，讓系統(tǒng)變?yōu)榧儽壤{(diào)節(jié)方式，再考慮積分，最后考慮微3整定比例帶：方法：逐漸加大比例作用，一直到系統(tǒng)發(fā)生等幅振蕩，記錄下此時(shí)的比例增益，~注意1：比例作用很強(qiáng)時(shí)的振蕩周期很有規(guī)律，基本上呈正弦波；而在極弱比例作用參數(shù)下的系統(tǒng)有時(shí)也會(huì)呈現(xiàn)出有規(guī)律的振蕩，但是往往參雜了幾個(gè)小波峰?，F(xiàn)象：最終整定的系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)效果應(yīng)該是被調(diào)量波動(dòng)小而平緩。在一個(gè)擾動(dòng)過(guò)來(lái)之后，被調(diào)量的波動(dòng)應(yīng)該呈現(xiàn)“一大一小兩個(gè)波”（波形高度差4:1）注意2：如果看不到這種被調(diào)量的周期特征，那說(shuō)明參數(shù)整定的很好。即滿(mǎn)足快速性，也不會(huì)超調(diào)整定積分時(shí)間：方法：主調(diào)的作用是為了消除靜態(tài)偏差，當(dāng)比例作用整定好的時(shí)候，就需要逐漸加強(qiáng)積分作用（調(diào)小積分時(shí)間Ti或者增大積分項(xiàng)系數(shù)Ki），直到消除靜差為止。也就是說(shuō)， 積分作用只是輔助比例作用進(jìn)行調(diào)節(jié)，它僅僅是為了消除靜態(tài)偏差。整定微分作用：方法：逐漸加強(qiáng)微分作用（增加微分時(shí)間Td或者增加微分項(xiàng)系數(shù)Kd），直到PID輸出毛刺過(guò)多3串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一般而言，主調(diào)的比例弱，積分強(qiáng)，以消除靜差；副調(diào)的比例強(qiáng)，積分弱，以消除干擾。但是不絕對(duì)！3不完全微分PID控制：微分控制對(duì)高頻干擾非常敏感，為了避免在誤差擾動(dòng)突變時(shí)的微分控制的不足，在微分項(xiàng)通道前加一個(gè)低通濾波器可以使得系統(tǒng)性能得到改善3微分先行PID控制：只對(duì)被調(diào)量進(jìn)行微分，而不對(duì)給定值進(jìn)行微分。這樣的處理在改變給定值時(shí)，輸出不會(huì)改變，被控量的變化通常比較緩和，適用于給定值頻繁升降的場(chǎng)合。常用四軸的兩種PID算法講解(單環(huán)PID、串級(jí)PID) 16
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