數字pid控制算法-文庫吧資料
2025-07-13 14:10本頁面
【正文】 PIDPIPID（三）歸一參數整定法數字PID控制器的歸一參數整定法是在擴充臨界比例度法的基礎上，進行簡化而來的。圖9 擴充響應曲線法(3) 在曲線最大斜率處作切線，求出等效的滯后時間τ和等效的時間常數Tp，以及它們的比值Tp/τ。一般情況下，擴充響應曲線法適用于多容自平衡系統(tǒng)，其整定步驟如下：(1)斷開數字控制器，讓系統(tǒng)處于手動操作狀態(tài)，并使之穩(wěn)定，然后突然改變給定值，給被控對象一個階躍輸入信號。表1擴充臨界比例度法整定參數表控制度控制規(guī)律TKpTiTdPIPIDPIPIDPIPIDPIPID（二）擴充響應曲線法在模擬控制系統(tǒng)中可用響應曲線代替臨界比例度法，同樣在計算機控制系統(tǒng)中也可以用擴充響應曲線法代替擴充臨界比例法。(4)根據控制度，按表1選取T、Kp、Ti和Td的值。如圖8所示。記下此時比例系數Kp為臨界比例系數Kr，得到臨界比例度為δr=1Kr。應用擴充臨界比例度法時，首先要確定控制度控制度用擴充臨界比例度法整定PID參數的步驟為：(1)選擇一個足夠短的采樣周期，例如被控過程有純滯后時，采樣周期取滯后時間的1/10以下，控制器作純比例控制。工程整定法是基于實驗和經驗的方法，簡單易行，是工程實際經常采用的方法。PID參數整定方法可以分為理論計算法和工程整定法兩種。PID控制器參數整定是指在控制器的形式已經確定的情況下，通過調整控制器參數，達到要求的控制目標。此外，還可以根據被控對象的特性和控制性能指標的要求，采用一些改進的PID算法。對于無自平衡性的被控對象，則應采用不包含積分環(huán)節(jié)的控制器，如P、PD。 PID調節(jié)器的參數選擇PID控制器的設計一般分為兩個步驟：首先是確定PID控制器的結構，在保證閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，盡量消除穩(wěn)態(tài)誤差。對于一般的隨即干擾可以采用不同的濾波方法，例如一階濾波方法來減小擾動對偏差的影響。因此，應由計算機剔除其中的最大、最小值，即對剩余的N2次采樣值求平均值。例如圍繞著采樣時刻ti = iT接采樣N次，可得到ei1，ei2，…，eiN。為了消除隨機干擾的影響，除了從系統(tǒng)硬件及環(huán)境方面采取措施外，在控制算法上也應采取一定措施，以抑制干擾的影響。在進入正常調節(jié)后，由于y已接近w，e的值不會太大。只有在門范圍內，積分部分才起作用，以消除系統(tǒng)靜差。圖6 積分分離法克服積分飽和（0〈t〈τ時，積分不累積，t〉τ時計分累積）a—不采用積分分離法；b—采用積分分離法采用積分分離法的PID位置算法框圖如圖7所示。而積分分離法正好與其相反，它在開始時不進行積分，直至偏差達到一定閾值后才進行積分累積。圖5 采用遇限削弱積分的PID位置算法積分分離法減小積分飽和的關鍵在于不能使積分項累積過大。圖3 PI
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