數(shù)字pid控制及其算法(參考版)
2025-05-13 02:09本頁面
【正文】 控制度 控制規(guī)律 T KP TI TD PI PID PI PID PI PID PI PID 。 通常當(dāng)控制度為 ，表示 DDC系統(tǒng)與模擬系統(tǒng)的控制效果相當(dāng)。 所得到的比例度即為臨界比例度 δu， 相應(yīng)的振蕩周期稱為臨界振蕩周期 Tu。 ?求出臨界比例度 δu和臨界振蕩周期 Tu。 它是基于模擬調(diào)節(jié)器中使用的臨界比例度法的一種 PID數(shù)字調(diào)節(jié)器參數(shù)整定方法 。 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 優(yōu)選法 應(yīng)用優(yōu)選法對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行整定也是經(jīng)驗(yàn)法的一種 。 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 采樣周期的確定 采樣周期的選擇方法： ?計(jì)算法 比較復(fù)雜，被控系統(tǒng)各環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)難以確定，工程上較少用。 （ 4）從微機(jī)的工作量和每個(gè)調(diào)節(jié)回路的計(jì)算來看，一般要求采樣周期大些。 采樣周期必須大于這一時(shí)間 。 ????????? ??? ? ??kEkEKkEkEfjEKkEKkP DkjIP第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 變速積分的 PID算式 優(yōu)點(diǎn)： ? 消除積分飽和現(xiàn)象 ? 大大減小了超調(diào)量 ， 容易使系統(tǒng)穩(wěn)定 ? 適應(yīng)能力強(qiáng) ? 參數(shù)容易整定 ， 各參數(shù)之間的影響小 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 PID參數(shù)的整定方法 PID數(shù)字調(diào)節(jié)器整定的參數(shù)有： ? 比例系數(shù) KP ? 積分時(shí)間 TI ? 微分時(shí)間 TD ? 采樣周期 T 參數(shù)選擇的確定方法： ? 通過實(shí)驗(yàn)確定 ? 通過試湊法確定 ? 通過實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)公式確定 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 ? 采樣周期的確定 ? 歸一參數(shù)整定方法 ? 優(yōu)選法 ? 擴(kuò)充臨界比例度法 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 采樣周期的確定 采樣周期越小 → 數(shù)字仿真越精確 → 控制效果越接近于連續(xù)控制系統(tǒng) 影響采樣周期的因素 （ 1）根據(jù)香農(nóng)采樣定理，系統(tǒng)采樣頻率的下限為 fs=2fmax，此時(shí)系統(tǒng)可真實(shí)地恢復(fù)到原來的連續(xù)信號(hào)。kPkEkEfjEKkPIkjII???????? ???第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 變速積分的 PID算式 f值在 0~1區(qū)間內(nèi)變化 ， 它和 E(k)的關(guān)系可以是線性或高階的 。1039。 偏差越大 → 積分越慢 ， 積分作用弱 偏差越小 → 積分越快 ， 積分作用強(qiáng) 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 變速積分的 PID算式 變速積分的 PID控制的實(shí)現(xiàn)：設(shè)置一系數(shù) f(E(k))，它是 E(k)的函數(shù) ， 當(dāng) |E(k)|增大時(shí) ， f減小 ， 反之則增大 。 普通的 PID調(diào)節(jié)算法：積分系數(shù) KI是常數(shù) ， 在整個(gè)調(diào)節(jié)過程中 ， 積分增益不變 。 A A PD控制： OM段， NP段 PID控制： MN段， PR段 M O N P R 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 流程圖： PID控制 PD控制 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 變速積分的 PID算式 系統(tǒng)對(duì)積分項(xiàng)的要求： ? 系統(tǒng)偏差大 ， 則要求積分作用減弱以至全無 。 積分分離 PID控制的算式 ? ? ? ?kMkRkE ?? )(? ? AkE ?? ? AkE ?→PD 控制 →PID 控制 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 控制過程曲線 具有積分分離作用的控制過程曲線如下圖所示。為了消除這一現(xiàn)象，采用積分分離的方法。 在不完全微分系統(tǒng)中 ， 其微分作用是逐漸下降的 ， 因而使系統(tǒng)變化比較緩慢 ， 不易引起振蕩 。 傳遞函數(shù)表達(dá)式 ????????????????SKTSTSTKsEsPDDDIp*****111)()(實(shí)際微分增益—實(shí)際微分時(shí)間—實(shí)際積分時(shí)間—實(shí)際比例放大系數(shù)—偏差信號(hào)算子形式—輸出量算子形式—式中，****)()(DDIpKTTKsEP I DsP第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 不完全微分的 PID算式 不完全微分的 PID算式 ? ? )1()1()()()()( **0** ???????? ????? ??kPkEkETTjET TkEKkP DsDkjIp ?TKTKTTKTTDDDDDDs????******* ?，式中，與理想的 PID算式相比，多一項(xiàng)（ K1）次采樣的微分輸出量。 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 工作原理：判斷 SW的狀態(tài) ?SW=1， 手動(dòng) ， 不進(jìn)行 PID運(yùn)算 ， 返回主程序 。 ?手動(dòng)后援： 系統(tǒng)切換到手動(dòng)時(shí) ， 要能夠輸出手動(dòng)控制信號(hào) ， 能夠完成這一功能的設(shè)備 ， 就叫做手動(dòng)后援 。 有效偏差值可按位置型 PID算式逆推出： )()()1()()(
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