第四章數(shù)字pid控制技術(shù)-網(wǎng)絡(luò)課件電子講稿規(guī)范(ppt(編輯修改稿)
2025-03-02 11:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 響應(yīng)，這是由微分調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的，它對誤差的變化產(chǎn)生一個控制作用，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，同時加快了系統(tǒng)的穩(wěn)定速度，縮短調(diào)整時間，從而改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能。 （三） PID控制算法的數(shù)字實現(xiàn) 采用單片微機作為控制器核心的自動控制系統(tǒng)簡化框圖如圖所示： 圖 單片機自動控制系統(tǒng)簡化框圖 12西南科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育 它是由 803 8051或 8751等單片微機系統(tǒng)通過 A/D電路檢測過程變量 Y，并計算誤差 e和控制變量 u，通過 D/A變換后輸出到執(zhí)行機構(gòu)，使過程 Y穩(wěn)定在設(shè)定點上。 由于計算機控制是一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時刻的誤差計算控制變量 u，因此模擬 PID控制算法公式中的積分項和微分項不能直接準(zhǔn)確計算，只能用數(shù)值計算的方法逼近。1. 位置式 PID控制算法： 在采樣時刻 t=i*T（ T為采樣周期， i為正整數(shù)），通過數(shù)值公式近似計算得： 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)行機構(gòu)需要的不是控制量的絕對值，而是其增量時，由上式可導(dǎo)出增量式 PID計算公式：上式可以 進 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每次輸出與整個過去狀態(tài)有關(guān)，容易產(chǎn)生較大的累積計算誤差，增量式 PID算法只需保持現(xiàn)時以前三個時刻的誤差，計算增量，計算誤差對控制量的計算影響較小；（２）控制從手動切換到自動時，增量式 PID比位置式 PID更易于實現(xiàn)無沖擊切換。（四） PID算法的程序舉例 在很多控制系統(tǒng)中，執(zhí)行機構(gòu)需要的是控制變量的絕對值而不是增量，但由于增量式 PID算法程序簡單，因此我們可采用增量式計算，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（一）飽和效應(yīng) 在實際的控制系統(tǒng)中，控制變量的實際輸出值往往受到執(zhí)行機構(gòu)性能的約束，而被限制在有限的范圍內(nèi)，即 。如果微機輸出的控制變量超出此工作范圍，則實際執(zhí)行的控制量就不再是計算值，由此將引
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