數(shù)字pid控制算法ppt課件-文庫吧資料
2025-05-06 18:11本頁面
【正文】 (330) 將其離散化，有 (331) 同樣，當偏差為階躍變化，即 為單位階躍函數(shù)時，有 顯然， ，且 可見，不完全微分數(shù)字 PID控制器的微分作用輸出逐漸減弱，作用時間長，微分項能在各個采樣周期內(nèi)起到作用，如圖 312的圖（ b）所示。 根據(jù)式（ 37），標準數(shù)字 PID中的微分作用為 (325) 對應的 變換為 (326) 當偏差為階躍變化，即 為單位階躍函數(shù)時，由 變換有 (327) 代入式（ 326）可得 (328) 標準數(shù)字 PID控制器的微分環(huán)節(jié)的輸出序列為 可見，標準數(shù)字 PID控制器中的微分作用只在第一個采樣周期內(nèi)有輸出，不能按照偏差的變化趨勢在整個控制過程中起作用，如圖 312的圖（ a）所示。 同理，也可以得到不完全微分 PID的增量算式 (324) 式中， 為標準 PID增量算式的輸出。 為此，在標準 PID控制算法中加入一個低通濾波器，加在整個 PID控制器之后，形成不完全微分 PID控制算法，改善系統(tǒng)的性能，結(jié)構(gòu)如圖 311所示。特別是，對每個控制回路計算機的輸出是快速的，而執(zhí)行機構(gòu)的動作需要一定的時間。積分分離 PID控制算法的控制效果示意圖如圖 310所示。 可見，當 時，即偏差值 比較小時，采用 PID控制，可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為零，從而保證系統(tǒng)的控制精度。因此，可以采用積分分離的方法來克服它。一、積分分離 PID控制算法 通過前面的例題分析，我們知道在一般的PID控制系統(tǒng)中，如果積分作用太強，會使系統(tǒng)產(chǎn)生過大的超調(diào)和劇烈的振蕩，而且調(diào)節(jié)時間也會變長。 在 PID控制算法的增量式中，當給定值發(fā)生階躍變化時，由比例項和微分項計算出的控制增量將會增大，如果超過了執(zhí)行機構(gòu)所允許的最大限度，同樣會引起飽和現(xiàn)象，使系統(tǒng)出現(xiàn)過大的超調(diào)和持續(xù)振蕩，動態(tài)品質(zhì)變差。 (315) 式中， 為控制器允許輸出變化率的最大值。 與位置式數(shù)字 PID控制算法相比，增量式數(shù)字 PID控制算法有如下優(yōu)點： 第二節(jié) 改進的數(shù)字 PID控制算法 鑒于計算機控制系統(tǒng)的靈活性，除了按位置式和增量式進行標準的數(shù)字 PID控制計算外，也可根據(jù)系統(tǒng)的實際要求，對 PID控制算法進行改進，以提高系統(tǒng)的控制品質(zhì)。由于增量式計算只與本次的偏差值有關，與閥門原來的位置無關，其輸出對應于閥門位置的變化部分，因此，易于實現(xiàn)從手動到自動的無擾動切換。而在增量式中由于消去了積分項，從而可消除控制器的積分飽和，在精度不足時，計算誤差對控制量的影響較小，容易取得較好的控制效果（只存三個偏差值即可）。 為了便于計算機編程，簡化計算，提高計算速度，將式（ 39）整理為： (310) 式中， 在編寫程序時，可以根據(jù)事先確定的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)，計算出 、 ，存入內(nèi)存單元。 對數(shù)字 PID位置式取增量，即數(shù)字控制器輸出的是相鄰兩次采樣時刻所計算的位置值之差：
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1