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1、.,数字PID算法的改进,常用数字PID的几种改进算法: 积分分离PID控制算法 遇限削弱积分PID控制算法 不完全微分PID控制算法 微分先行PID控制算法 带死区的PID控制算法,.,1.积分分离PID控制算法,现象:一般的PID,当有较大的扰动或大幅度改变设定值时,由于短时间内大的偏差,加上系统本身具有的惯性和滞后,在积分的作用下,将引出现起系统较大的超调,甚至是振荡。,人为设定一阈值,积分分离措施:,当 时,即偏差比较大时,采用PD控制 当 时,即偏差比较小时,采用PID控制 总结:普通分离算法:大偏差时不积分积分“开关”控制,.,积分分离值的确定原则,图 不同积分分离值下的系统响应曲
2、线,.,2.遇限削弱积分PID控制算法,基本思想:当控制进入饱和区以后,便不再进行积分项的累加,而只是执行削弱积分的运算。,方法:在计算u(k)时,先判断u(k-1)是否 已 超出限制值, 若u(k-1)umax,则只累加负偏差; 若u(k-1)umax,则累加正偏差。,优点:可以避免控制量长时间停留在饱和区。,.,3.不完全微分PID控制算法,问题引出: 1)对有高频扰动的生产过程,微分作用响应过于敏感,易引起振荡,降低调节品质; 2)执行需要时间,而微分输出短暂,结果是执行器短时间内达不到应有开度,使输出失真。,解决: 在PID算法中加入一个一阶惯性环节,构成不完全微分PID控制。,.,P
3、ID输出控制作用比较,.,4微分先行PID控制算法,问题引出: 给定值的升降会给控制系统带来冲击,如超调量过大,调节阀动作剧烈。,解决: 采用微分先行的PID控制算法。,.,微分先行PID控制结构图,.,微分先行PID控制算法和基本PID控制的不同之处在于:,微分,不对,微分,这样,在改变给定值时,输出不会改变,而被 控量的变化,通常总是比较缓和的。,只对输出量,给定值,注意:这种输出量先行微分适用于给定值频繁 升降的场合,可以避免给定值升降时所引起的 系统振荡,明显地改善系统的动态特性。,.,该算法是在原PID算法的前面增加一个不灵敏区的非线性环节来实现的,即 式中,s为死区增益,其数值可为0,0.25,0.5,1等,,注意:死区是一个非线性环节,不能象线性环节一样随便移到PID控制器的后面。,5.带死区的PID算法,提出:某些系统为了避免控制动作的过于频繁,消除由于频繁动作所引起的震荡,可采用带死区的PID控制。,.,.,.,.,.,