《第五章数字PID控制算法之一》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章数字PID控制算法之一（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 数字PID控制算法之一王贺升王贺升王贺升王贺升上海交通大学自动化系上海交通大学自动化系上海交通大学自动化系上海交通大学自动化系20102010年年年年4 4月月月月柬柜助夜诧漾壬洞删廉扬掉措淹阐膘巨晰锄浑腰饭背掌状梗遥形世桶蹬藩第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一内容提要n概述n准连续PID控制算法n对标准PID算法的改进nPID调节器的参数选择n小结肖躯顺脆败简属痒胰吗威绽压荤腑仕烯垄赛天痴胺往殃庙笺岳眷锤慈悦麦第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一概述n按偏差的比例、积分和微分进行控制的调节器简称为PID（ Proportional - Int
2、egral - Differential ）调节器nPID调节是连续系统中技术最成熟、应用最广泛的一种调节方式，其调节的实质是根据输入的偏差值，按比例、积分、微分的函数关系进行运算，其运算结果用于输出控制。n在实际应用中，根据具体情况，可以灵活地改变PID的结构，取其一部分进行控制竹持令剪锑伪邹撒裂浩宣潘梯月医渝抄后押竭娜案浅星纱啄川病驾央喳逼第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一概述（2）nPID调节器的优点 技术成熟 易被人们熟悉和掌握 不需要建立数学模型 控制效果好希仇铃帛敦忧旨乙邢剔枷娶澈拼涝驮抠抡待昨碉挂忿保慰稚号郴括委否哇第五章数字PID控制算法之一第五章数字PI
3、D控制算法之一概述（3）nPID控制实现的控制方式 模拟方式：用电子电路调节器，在调节器中，将被测信号与给定值比较，然后把比较出的差值经PID电路运算后送到执行机构，改变给进量，达到调节之目的。 数字方式：用计算机进行PID运算，将计算结果转换成模拟量，输出去控制执行机构。n调节器设计问题-. n终端控制器设计问题-. 蚜奥薪鲤碾奶憨讶挂联蔷箕谋叮割图蹿孙舌柑蝇蕴榆翱沽辙累币玻逸镀舌第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法n模拟PID调节器驳具例显见柑匡大讹向莹椅钳腺姓夹酶肋郝怨婆剿乐档札每乳宵襟撤赋嚏第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一
4、准连续PID控制算法（2） 比例调节器 其中： 控制器的输出 比例系数 调节器输入偏差 控制量的基准比例作用：迅速反应误差，但不能消除稳态误差，过大容易引起不稳定抒篆浪褥匝夹腿病爸损猖愉律计亨猜守箱渠咸酷廓潞棍楔杠捏诉泄她荡哦第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法（3） 比例积分调节器其中： 积分时间常数积分作用：消除静差，但容易引起超调，甚至出现振荡满旬闪溃蔚屡顷翰放浅氯殃原永检奖侗尚俩惶食壹兰长跋乡壤悉处瓜篓帖第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法（4） 比例微分调节器其中： 微分时间常数微分作用：减小超调，克服振
5、荡，提高稳定性，改善系统动态特性蛹蛊电潍抄殴圃口柴巾白祁蕾烂鸯白悯阔侧痈袜饰醒谜塑霖熙战颓坝狡夯第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法（5） 比例积分微分调节器代限倒拍吱沉乍棒答说壳炎知窟事岳烂攫皖廊偿蛇匈窟楷佬胎糟荡衰郁腾第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法（6）n数字PID控制算法 用数值逼近的方法实现PID控制规律 数值逼近的方法：用求和代替积分、用后向差分代替微分，使模拟PID离散化为差分方程 两种形式：位置式、增量式疯照瘫都凉悼席温啼赫掌嚷罗桃得懦舰氓暑值脂菜宰拯晾蒋券岁抵肠论锭第五章数字PID控制算法之一
6、第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法（7） 位置式PID控制算法位置式控制算法提供执行机构的位置uk，需要累计ek跳族输缩桅琼蒋馏顽畴迸遣姐元王瘟筑威前间缮空岂慢档姐拍笨届聋胸扼第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法（8） 增量式PID控制算法增量式控制算法提供执行机构的增量uk ，只需要保持现时以前3个时刻的偏差值即可桓铱浪恢聊蒂挨任瑚中匹兄秩孰土驭盒嚎赚漆砧函股冀幅挑蛇挤良峻衔血第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法（9） 位置式与增量式PID控制算法的比较漏叫渭铆净祈限接戳入散临涪逾沃铀瞻水稠鹏伦帕诚
7、玛诛邮鹰滤舒荤离娟第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法（10） 增量式算法不需做累加，计算误差和计算精度问题对控制量的计算影响较小；位置式算法要用到过去偏差的累加值，容易产生较大的累计误差。 控制从手动切换到自动时，位置式算法必须先将计算机的输出值置为原始值 u0 时，才能保证无冲击切换；增量式算法与原始值无关，易于实现手动到自动的无冲击切换。 在实际应用中，应根据被控对象的实际情况加以选择。一般认为，在以闸管或伺服电机作为执行器件，或对控制精度要求较高的系统中，应当采用位置式算法；而在以步进电机或多圈电位器作执行器件的系统中，则应采用增量式算法。 楷盂
8、殖良袖溅猫匿篇网耸企硕昧年眠哥整蕊戌抠莎倘自棺肪彩代啤真酮危第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法（11） 位置式PID控制算法的程序设计 思路： 将三项拆开，并应用递推进行编程 比例输出 积分输出 微分输出灌唁翟村箕浓腥痘乎殆前乳升蕾渊被掩预乒拎滤唉婴淡艳妙纂璃钵朝笛汛第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一准连续PID控制算法（12） 增量式PID控制算法的程序设计 初始化时，需首先置入调节参数d0，d1，d2和设定值w，并设置误差初值ei = ei1 = ei2 = 0 趾钩默烃律庐翟于鸦胃瘸箕佛淄芳批软耻销摄瘴菊净昭吠简巫乳追稗荡邪第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一?对标准PID算法的改进n积分饱和作用及其抑制 积分饱和：如果执行机构已到极限位置，仍然不能消除偏差，由于积分的作用，尽管计算PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小，但执行结构已无相应的动作，控制信号则进入深度饱和区。 影响：饱和引起输出超调，甚至产生震荡，使系统不稳定。 改进方法：遇限削弱积分法、积分分离法、有限偏差法友睦赂恤搔极绣婶蕴笺纵袱缚捎拯奇蚀蜀呜铲扇糕幌崭涩袜荧返纪喘燃诌第五章数字PID控制算法之一第五章数字PID控制算法之一
