四軸pid控制算法詳解單環(huán)pid、串級(jí)pid資料-文庫(kù)吧資料
2025-08-05 00:39本頁(yè)面
【正文】 器的穩(wěn)定性(增加阻尼)并提高它的控制品質(zhì)，我們可以進(jìn)一步的控制它的角速度，于是角度/角速度串級(jí)PID控制算法應(yīng)運(yùn)而生。 這樣的處理在改變給定值時(shí)，輸出不會(huì)改變，被控量的變化通常比較緩和，適用于給定值頻繁升降的場(chǎng)合。整定微分作用：方法：逐漸加強(qiáng)微分作用（增加微分時(shí)間Td或者增加微分項(xiàng)系數(shù)Kd），直到PID輸出毛刺過(guò)多3串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一般而言，主調(diào)的比例弱，積分強(qiáng)，以消除靜差；副調(diào)的比例強(qiáng)，積分弱，以消除干擾。即滿足快速性，也不會(huì)超調(diào)整定積分時(shí)間：方法：主調(diào)的作用是為了消除靜態(tài)偏差，當(dāng)比例作用整定好的時(shí)候，就需要逐漸加強(qiáng)積分作用（調(diào)小積分時(shí)間Ti或者增大積分項(xiàng)系數(shù)Ki），直到消除靜差為止。現(xiàn)象：最終整定的系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)效果應(yīng)該是被調(diào)量波動(dòng)小而平緩。一般而言，先整定內(nèi)回路。這是要不得的。 副調(diào)PID輸出3在整定PID參數(shù)時(shí)，PID三個(gè)參數(shù)的大小都不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。 PID輸出如果是串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，還需要收集： 設(shè)定值 因?yàn)樘岣吡讼到y(tǒng)的穩(wěn)定性，所以可以適當(dāng)加大Kp 仍然屬于有差調(diào)節(jié) 積分分離法：誤差在某個(gè)范圍內(nèi)開(kāi)啟積分調(diào)節(jié)（既不會(huì)積分飽和又能在小偏差時(shí)利用積分作用消除偏差） 當(dāng)誤差大于某個(gè)閾值時(shí)，采用PD控制，當(dāng)誤差在該閾值范圍內(nèi)，采用PID控制注意：閾值的選取，過(guò)大，則達(dá)不到積分分離的目的；過(guò)小，則會(huì)導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)入積分區(qū)2抗積分飽和的措施： 引入積分消除了穩(wěn)態(tài)誤差，但是降低了原有系統(tǒng)的穩(wěn)定性Td越大，微分作用越強(qiáng)，系統(tǒng)阻尼程度增加。2描述微分Kd的性能：微分時(shí)間常數(shù)Td。與積分系數(shù)Ki也是倒數(shù)關(guān)系：積分時(shí)間常數(shù)Ti越大，積分系數(shù)Ki越小，系統(tǒng)穩(wěn)定性增加，但是調(diào)節(jié)速度變慢；積分時(shí)間常數(shù)Ti越小， 積分系數(shù)Ki越大，系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，甚至振蕩發(fā)散。 在輸出不振蕩時(shí)，增大微分時(shí)間常數(shù)Td1描述比例Kp的性能：比例帶。 在輸出不振蕩時(shí)，增大比例增益P 矩形積分改為梯形積分 幾個(gè)采樣時(shí)刻的采樣值求平均后代替本次的采樣值 增強(qiáng)系統(tǒng)抗高頻干擾能力 增加高頻干擾1PI控制對(duì)系統(tǒng)性能的影響： 減小超調(diào)量 增加系統(tǒng)阻尼程度1PD控制對(duì)系統(tǒng)性能的影響： 減小調(diào)節(jié)時(shí)間（與P控制相比較而言） 穩(wěn)定程度變差1D控制對(duì)系統(tǒng)性能的影響： 穩(wěn)定程度變差1I控制對(duì)系統(tǒng)性能的影響： 開(kāi)環(huán)增益越大，穩(wěn)態(tài)誤差減?。o(wú)法消除，屬于有差調(diào)節(jié)）由此可見(jiàn)，P控制是一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的核心，用于消除系統(tǒng)的當(dāng)前誤差，然后，I控制為了消除P控制余留的靜態(tài)誤差而輔助存在，對(duì)于D控制，所占的權(quán)重最少，只是為了增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)阻尼程度，修改PI曲線使得超調(diào)更少而輔助存在。比例積分微分（PID）控制規(guī)律：除了積分環(huán)節(jié)提高了系統(tǒng)型別，微分環(huán)節(jié)提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。PI調(diào)節(jié)就是綜合P、I兩種調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，利用P調(diào)節(jié)快速抵消干擾的影響，同時(shí)利用I調(diào)節(jié)消除殘差。 比例積分（PI）控制規(guī)律：在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，引入PI控制器可以提高它的穩(wěn)態(tài)控制質(zhì)量，消除其穩(wěn)態(tài)誤差。需要注意的是，引入積分環(huán)節(jié)，可以提到系統(tǒng)型別，使得系統(tǒng)可以跟蹤更高階次的輸入信號(hào)，以消除穩(wěn)態(tài)誤差。（tao為微分時(shí)間常數(shù)）如果系統(tǒng)中存在較大時(shí)滯的環(huán)節(jié)，則輸出變化總是落后于當(dāng)前誤差的變化，解決的方法就是使抑制誤差的作用變化“超前”，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。6原因：（R為參考輸入信號(hào)，Kv為開(kāi)環(huán)增益）當(dāng)參考輸入信號(hào)R不為0時(shí)，其穩(wěn)態(tài)誤差只能趨近于0，不能等于0。由上式可知，
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