不完全微分PID算法課件.ppt

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1、不完全微分PID算法《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》討論課1PID控制器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)易于通過(guò)編制計(jì)算機(jī)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)調(diào)整，在長(zhǎng)期應(yīng)用中已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。2執(zhí)行機(jī)構(gòu)都存在一個(gè)線性工作區(qū)。在此線性區(qū)內(nèi)，它可以線性地跟蹤控制信號(hào)，而當(dāng)控制信號(hào)過(guò)大，超過(guò)這個(gè)線性區(qū)，就進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)，其特性將變成非線性特性。從而使系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)大的超調(diào)和持續(xù)振蕩，動(dòng)態(tài)品質(zhì)變壞。3微分控制器根據(jù)偏差變化的趨向進(jìn)行控制，它能夠預(yù)測(cè)偏差，產(chǎn)生超前的校正作用，有助于減小超調(diào)，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。4對(duì)于具有高頻擾動(dòng)的生產(chǎn)過(guò)程，由于標(biāo)準(zhǔn)PID控制算式中的微分作用過(guò)于靈敏，導(dǎo)致系統(tǒng)控制過(guò)程振蕩，降低了調(diào)節(jié)品質(zhì)。特別是，對(duì)每個(gè)控

2、制回路計(jì)算機(jī)的輸出是快速的，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作需要一定的時(shí)間。如果輸出值較大，在一個(gè)采樣時(shí)間內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能到達(dá)應(yīng)到的位置，會(huì)使輸出失真。5串接一個(gè)低通濾波器（一階慣性環(huán)節(jié)）來(lái)抑制高頻影響，形。成不完全微分PID控制算法由于微分作用容易引進(jìn)高頻干擾，因此，可以串接一個(gè)低通濾波器（一階慣性環(huán)節(jié)）來(lái)抑制高頻影響。低通濾波器的傳遞函數(shù)為：u(t)U(s)u1(t)U1(s)e(t)E(s)PIDGf(s)不完全微分PID控制器如上圖模擬PID控制器的微分方程LOGO設(shè)數(shù)字微分調(diào)節(jié)器的輸入為單位階躍序列只在第一個(gè)采樣周期里起作用不能按照偏差變換的趨勢(shì)在整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程中起作用。微分作用在第一個(gè)采

3、樣周期時(shí)作用很強(qiáng)，容易溢出。普通的數(shù)字調(diào)節(jié)器普通的數(shù)字調(diào)節(jié)器的微分作用LOGO不完全微分PID算法能抑制高頻干擾數(shù)字控制器輸出的微分作用能在各個(gè)采樣周期按照誤差變化的趨勢(shì)均勻地輸出改善了系統(tǒng)的系能。不完全數(shù)字PID輸出控制曲線圖一：不完全微分PID算法輸出控制曲線圖二：普通PID算法輸出控制曲線在第一個(gè)采樣周期里不完全微分?jǐn)?shù)字控制器的輸出比完全微分?jǐn)?shù)字控制器的輸出幅度小得多，而且控制器的輸出十分近似于理想的微分控制器。計(jì)算得：UPDATES能夠抑制控制系統(tǒng)的高頻干擾，有效地改善干擾對(duì)系統(tǒng)的影響。改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，提高了系統(tǒng)的控制精度。比較輸出控制曲線不完全微分PID算法復(fù)雜計(jì)算

4、機(jī)控制技術(shù)謝謝觀賞