數(shù)字pid控制及其算法-文庫(kù)吧資料
2025-05-17 02:09本頁(yè)面
【正文】 )(*10**kPkPKKKkEKjEKkPkEDIPDkjI??????????此時(shí)，第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 飽和作用的抑制 有效偏差法 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 飽和作用的抑制 ?限位問(wèn)題 在某些自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中 ， 為了安全生產(chǎn) ， 往往不希望調(diào)節(jié)閥 “ 全開(kāi) ” 或 “ 全關(guān) ” ， 而是有一個(gè)上限位 Pup和Pdown一個(gè)下限位 ， 要求調(diào)節(jié)器輸出限制在一定的幅度范圍內(nèi) 。 在計(jì)算 P(K)值時(shí) ， 先判斷 P(K1)是否超過(guò)限制范圍 ，如果超出 ， 將根據(jù)偏差的符號(hào) ， 判斷系統(tǒng)的輸出是否進(jìn)入超調(diào)區(qū)域 ， 再?zèng)Q定是否將相應(yīng)偏差計(jì)入積分項(xiàng) 。 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 飽和作用的抑制 在 PID控制系統(tǒng)中由于積分作用 ， 存在飽和現(xiàn)象 ， 這種現(xiàn)象會(huì)引起大幅度的超調(diào) ， 使系統(tǒng)不穩(wěn)定 ， 所以要對(duì)飽和作用進(jìn)行抑制 。 在模擬控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器的正、反作用是靠改變模擬調(diào)節(jié)器中的正、反作用開(kāi)關(guān)的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 例如： ?正作用：爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，當(dāng)測(cè)量壓力值高于給定值時(shí)，將閥門(mén)開(kāi)大，以減小爐膛壓力。 由增量控制算式可得： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?212111 ??????????????? neneneKneKneneKnYnYnYnY DIP? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?21211 ??????????? neneneTTKneTTKneneKnY DPIPP? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ??????? ??????????? 21211 neneneTTneTTneneKnY DIP? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?21211 ??????????? neneneDnIeneneKnY P式中： e(n)=w－ u(n)： w— 給定值 u(n)— 第 n次實(shí)際輸入值 KP— 比例系數(shù) I=T/TI— 積分系數(shù) D=TD/T— 微分系數(shù) T— 采樣周期 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 數(shù)字 PID調(diào)節(jié)中的幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題 ? 正、反作用問(wèn)題 ? 飽和作用的抑制 ? 手動(dòng) /自動(dòng)跟蹤及手動(dòng)后援問(wèn)題 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 正、反作用問(wèn)題 在模擬調(diào)節(jié)器中，一般都是通過(guò)偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)的。 若采用增量算法 ， 與原始值無(wú)關(guān) ， 易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)沖擊切換 。 而增量式 PID只需計(jì)算增量 ， 計(jì)算誤差或精度不足時(shí)對(duì)控制量的計(jì)算影響較小 。 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 PID算法的數(shù)字實(shí)現(xiàn) ? PID算法的數(shù)字化 ? PID算法的程序設(shè)計(jì) 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 PID算法的數(shù)字化 在模擬調(diào)節(jié)系統(tǒng)中 ， PID控制算法的模擬表達(dá)式為： 式中： y(t) — 調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào) e(t) — 調(diào)節(jié)器的偏差信號(hào)（它等于給定值與測(cè)量值之差） KP — 調(diào)節(jié)器的比例系數(shù) TI — 調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間 TD — 調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間 ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ??? ?dttdeTdtteTteKtY DIP1第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 離散化后的 PID控制算法的表達(dá)式 ① 積分項(xiàng)和微分項(xiàng)用求和及增量式表示 ? ? ? ? ? ????????? njnjt jeTtjedtte000? ? ? ? ? ? ? ? ? ?Tnenetnenedttde 11 ???????② 離散的 PID表達(dá)式 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ??????? ????? ??10neneTTjeTTneKnY DnjIP位置控制算式 式中： △ t=T — 采樣周期 e(n) — 第 n次采樣時(shí)的偏差 e(n1) — 第 n1次采樣時(shí)的偏差 n — 采樣序號(hào) 第七章 數(shù)字 PID控制及其算法 ③ PID表達(dá)式改動(dòng) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ??????? ???????? ? ??2111 10neneTTjeTTneKnY DnjIP增量控制算式 用 Y(n)－ Y(n－ 1)得： ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?21211 ??????????? neneneKneKneneKnYnY DIP? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?2121 ?????????? neneneKneKneneKnY DIP∴ 式中： IPI TTKK ? TTKK DPD ?整理得： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?212 ????????? neKneKKneKKKnY DDPDIP? ? ? ? ? ?21 210 ????? nednedned式中： ???
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