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《數(shù)字PID有效過(guò)程控制算法.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、第五章數(shù)字PID控制算法 之一楊根科上海交通大學(xué)自動(dòng)化系2005年9月內(nèi)容提要概述準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)PID算法的改進(jìn)PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)選擇小結(jié)概述按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)器簡(jiǎn)稱(chēng)為PID（Proportional-Integral-Differential）調(diào)節(jié)器PID調(diào)節(jié)是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的一種調(diào)節(jié)方式，其調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)是根據(jù)輸入的偏差值，按比例、積分、微分的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果用于輸出控制。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)具體情況，可以靈活地改變PID的結(jié)構(gòu)，取其一部分進(jìn)行控制概述
2、（2）PID調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)★技術(shù)成熟★易被人們熟悉和掌握★不需要建立數(shù)學(xué)模型★控制效果好概述（3）PID控制實(shí)現(xiàn)的控制方式◆模擬方式：用電子電路調(diào)節(jié)器，在調(diào)節(jié)器中，將被測(cè)信號(hào)與給定值比較，然后把比較出的差值經(jīng)PID電路運(yùn)算后送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改變給進(jìn)量，達(dá)到調(diào)節(jié)之目的?！魯?shù)字方式：用計(jì)算機(jī)進(jìn)行PID運(yùn)算，將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成模擬量，輸出去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法模擬PID調(diào)節(jié)器準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（2）◆比例調(diào)節(jié)器其中：—控制器的輸出—比例系數(shù)—調(diào)節(jié)器輸入偏差—控制量的基準(zhǔn)比例作用：迅速反應(yīng)誤差，但不能消除穩(wěn)態(tài)
3、誤差，過(guò)大容易引起不穩(wěn)定準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（3）◆比例積分調(diào)節(jié)器其中：—積分時(shí)間常數(shù)積分作用：消除靜差，但容易引起超調(diào)，甚至出現(xiàn)振蕩準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（4）◆比例微分調(diào)節(jié)器其中：—微分時(shí)間常數(shù)微分作用：減小超調(diào)，克服振蕩，提高穩(wěn)定性，改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（5）◆比例積分微分調(diào)節(jié)器準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（6）數(shù)字PID控制算法－用數(shù)值逼近的方法實(shí)現(xiàn)PID控制規(guī)律－數(shù)值逼近的方法：用求和代替積分、用后向差分代替微分，使模擬PID離散化為差分方程－兩種形式：位置式、增量式準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（7）◆
4、位置式PID控制算法位置式控制算法提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置uk，需要累計(jì)ek準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（8）◆增量式PID控制算法增量式控制算法提供執(zhí)行機(jī)構(gòu)的增量△uk，只需要保持現(xiàn)時(shí)以前3個(gè)時(shí)刻的偏差值即可準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（9）◆位置式與增量式PID控制算法的比較準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（10）★增量式算法不需做累加，計(jì)算誤差和計(jì)算精度問(wèn)題對(duì)控制量的計(jì)算影響較小；位置式算法要用到過(guò)去偏差的累加值，容易產(chǎn)生較大的累計(jì)誤差?！锟刂茝氖謩?dòng)切換到自動(dòng)時(shí)，位置式算法必須先將計(jì)算機(jī)的輸出值置為原始值u0時(shí)，才能保證無(wú)沖擊切換；增量式
5、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?！镌趯?shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象的實(shí)際情況加以選擇。一般認(rèn)為，在以閘管或伺服電機(jī)作為執(zhí)行器件，或?qū)刂凭纫筝^高的系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)采用位置式算法；而在以步進(jìn)電機(jī)或多圈電位器作執(zhí)行器件的系統(tǒng)中，則應(yīng)采用增量式算法。準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（11）◆位置式PID控制算法的程序設(shè)計(jì)—思路：將三項(xiàng)拆開(kāi)，并應(yīng)用遞推進(jìn)行編程比例輸出積分輸出微分輸出準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法（12）◆增量式PID控制算法的程序設(shè)計(jì)初始化時(shí)，需首先置入調(diào)節(jié)參數(shù)d0，d1，d2和設(shè)定值w，并設(shè)置誤差初值ei=
6、ei–1=ei–2=0對(duì)標(biāo)準(zhǔn)PID算法的改進(jìn)積分飽和作用及其抑制◆積分飽和：如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)已到極限位置，仍然不能消除偏差，由于積分的作用，盡管計(jì)算PID差分方程式所得的運(yùn)算結(jié)果繼續(xù)增大或減小，但執(zhí)行結(jié)構(gòu)已無(wú)相應(yīng)的動(dòng)作，控制信號(hào)則進(jìn)入深度飽和區(qū)?！粲绊懀猴柡鸵疠敵龀{(diào)，甚至產(chǎn)生震蕩，使系統(tǒng)不穩(wěn)定?！舾倪M(jìn)方法：遇限削弱積分法、積分分離法、有限偏差法
