數(shù)字pid控制算法-資料下載頁
2025-07-07 14:10本頁面
【正文】 加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩。③微分環(huán)節(jié)的作用：有助于系統(tǒng)減小超調(diào)，克服振蕩，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間，從而改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。但Td過大，會(huì)使系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定。 PID控制算法數(shù)字化前提條件按照計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)模擬化設(shè)計(jì)方法，要用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)系統(tǒng)中的模擬PID控制規(guī)律，就要對(duì)其進(jìn)行離散化處理，變成數(shù)字PID控制器。在采樣周期遠(yuǎn)小于信號(hào)變化周期時(shí)，可作如下近似： 兩種算法表達(dá)式及相互比較（見第一大部分） 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)PID算法的改進(jìn)——“飽和”作用的抑制（見第一大部分） 采樣周期的選擇依據(jù)(1) 根據(jù)香農(nóng)定理（采樣定理）確定采樣周期的上限（采樣頻率的下限）1T=f采樣頻率≥2f被采樣信號(hào)maxT≤12f被采樣信號(hào)maxω被采樣信號(hào)max=2πf被采樣信號(hào)maxT≤πω被采樣信號(hào)max(2) 執(zhí)行元件要求，輸出控制信號(hào)應(yīng)保持一定的時(shí)間寬度。以便執(zhí)行機(jī)構(gòu)達(dá)到所要求的輸出幅度。否則，上一采樣周期的輸出控制值還未實(shí)現(xiàn)，馬上又轉(zhuǎn)換為下一采樣周期的輸出控制值，執(zhí)行元件就無法按預(yù)期的調(diào)節(jié)規(guī)律動(dòng)作，從而也達(dá)不到予期的調(diào)節(jié)效果。(3) 從控制系統(tǒng)隨動(dòng)和抗干擾的性能要求，則要求采樣周期短些。對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)而言，采樣周期短些，則給定值的改變可以通過采樣得到反映，而不致在隨動(dòng)控制過程中產(chǎn)生大的時(shí)延。對(duì)抗干擾而言，干擾的頻率越高，則采樣周期應(yīng)越短，從而及時(shí)克服干擾對(duì)系統(tǒng)的影響，使之迅速得到校正，產(chǎn)生較小的偏差。所以在根據(jù)采樣定理確定采樣周期的上限時(shí)，應(yīng)將干擾的頻率包括在內(nèi)。圖10采樣周期與低頻擾動(dòng)的關(guān)系(a)采樣周期T大(b)采樣周期T小(4) 控制的回路數(shù)多，控制算法復(fù)雜則要求采樣周期大些。(5) 從計(jì)算機(jī)的精度看，過短的采樣周期是不合適的。如采擇周期過短，前后兩次采樣的數(shù)值之差很小，使調(diào)節(jié)作用減弱。而且在用積分調(diào)節(jié)消除靜差時(shí)，采樣周期太小，就會(huì)使積分部分的增益T/Ti過小，增量PID算式中的TTiei就有可能受到精度的限制，而始終為零，積分部分就不能繼續(xù)起消除殘差的作用，這部分殘差就無法消除，因此T的選擇必須大到使由計(jì)算機(jī)精度造成的“積分殘差”減小到可以容忍的程度。圖11采樣周期的經(jīng)驗(yàn)選擇(a)單容過程T≤(b)振蕩過程T≤(c)滯后過程T≤五、 本章小結(jié)在這一章里，我們介紹了在計(jì)算機(jī)控制中算法比較簡單、現(xiàn)金應(yīng)用最廣的數(shù)字PID算法。根據(jù)執(zhí)行元件及控制對(duì)象的特性不同，有位置式和增量式兩種基本形式。只要采樣周期足夠小，這種準(zhǔn)連續(xù)控制的效果可以非常接近于連續(xù)的PID調(diào)節(jié)。由于計(jì)算機(jī)為軟件設(shè)計(jì)提供了廣闊的天地，數(shù)字PID控制除了實(shí)現(xiàn)PID基本算法外，還可根據(jù)模擬PID調(diào)節(jié)中出現(xiàn)的問題，用程序的手段進(jìn)行修正。在本章中，我們著重介紹了抑制飽和和抑制干擾的算法。由于控制的準(zhǔn)連續(xù)性，對(duì)數(shù)字PID控制器參數(shù)的整定，可借鑒連續(xù)系統(tǒng)整定PID調(diào)節(jié)參數(shù)的許多經(jīng)驗(yàn)。在討論中，介紹了擴(kuò)充臨界比例度法、擴(kuò)充響應(yīng)曲線法、歸一參數(shù)整定法和試湊法四種方法。即使完全試湊，整定過程也很簡單。正因?yàn)槿绱?，PID控制算法在工業(yè)過程控制中保持了長久的生命力
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