測(cè)控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)05_PID控制算法

1、歷史最久、應(yīng)用最廣，適應(yīng)性最強(qiáng)的控制歷史最久、應(yīng)用最廣，適應(yīng)性最強(qiáng)的控制方式。方式。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，PID控制算法占控制算法占85%90%。)()()(tctrte d)(d)d(1)()(D0IPtteTtteTteKtut 1T)11()()()(D1PSTSTKSESUSD d)(d)d(1)()(D0IPtteTtteTteKtut )()()(ncnrne tdT)(dte)1()( nene00DIp)1()()()()(uneneTTieTTneKnuni )()(PPneKnu niieTTKnu0IPI)()(1)-(-)()(DPDneneTTKnu 0

2、P)()(ununu 0IP)()()(unununu 0DP)()()(unununu 0DIP)()()()(ununununu 0peuku00DIp)1()()()()(uneneTTieTTneKnuni T)1()()()1()1(10DIp neneTieTTneKnuni)1()()( nununu )2() 1(2)()()1()(DIP neneneKneKneneK)2()1()()(210 neaneaneanu )1(DIP0TTTTKa )21(DP1TTKa TTKaDP2 )()1()(nununu )2()1()()1(210 neaneaneanu)(nu

3、31IPI TTKK12DPD TTKK2)()( ncrne1) 1() 1( ncrne2)2()2( ncrne19)( nu 1841)()1()( nununu )2()1()()(210 neaneaneanu 0)2()1( nene)(nu NY )(numin)(unu maxmin)(unuu max)(unu minumaxu)(numaxmax21fT maxminTTT njTT1j模擬)d()d(02DDC02 ttette控制度控制度051. 控制度控制度02. 控制度控制度 T T T)(1上上限限報(bào)報(bào)警警”“”“ PHA)(上上限限值值PHPV )(1下下限限

4、報(bào)報(bào)警警”“”“ PHL)(下下限限值值PLPV )(正正作作用用0 R/DCSVCPVDV )(反反作作用用1 R/DCPVCSVDV DLDV )(報(bào)警報(bào)警”“1 DLA)(無(wú)補(bǔ)償無(wú)補(bǔ)償0 ICMDVCCDV )(加補(bǔ)償加補(bǔ)償1 ICMICVDVCCDV )(減補(bǔ)償減補(bǔ)償2 ICMICVDVCCDV )(置換補(bǔ)償置換補(bǔ)償3 ICMICVDVCCDV )(0 無(wú)補(bǔ)償無(wú)補(bǔ)償 OCMncUU )( 1 加補(bǔ)償加補(bǔ)償 OCMOCVUU nc)(2 減補(bǔ)償減補(bǔ)償 OCMOCVUU nc)(3 置換補(bǔ)償置換補(bǔ)償 OCMOCVU c)1()( nunu1. 帶有死區(qū)的帶有死區(qū)的PID控制控制在控制精度要

5、求不高的場(chǎng)合，能減少由于頻繁動(dòng)作引起的振蕩和能量消耗?？刂扑闶胶蛡鬟f特性圖分別為：2. PID位置算法中積分飽和的抑制位置算法中積分飽和的抑制在系統(tǒng)偏差較大時(shí)，控制PID 算法中積分項(xiàng)的作用，減少由于積分飽和引起的振蕩和超調(diào)。（1）積分分離的）積分分離的PID控制控制（2）遇限削弱積分法）遇限削弱積分法在實(shí)際控制中，控制量的大小總是受到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的限制，而被限定在一定的范圍內(nèi)。因此該方法以此來(lái)決定是否引入積分控制和控制的方向。3. PID增量算法中比例和微分飽和的抑制增量算法中比例和微分飽和的抑制控制偏差過(guò)大時(shí)，比例和微分飽和會(huì)使控制量超出實(shí)際范圍，超出部分將不被執(zhí)行，影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。因此，

6、實(shí)際操作中將超出部分存儲(chǔ)累積，而當(dāng)控制量在有效范圍內(nèi)時(shí)再將存儲(chǔ)部分加入，達(dá)到補(bǔ)償?shù)男Ч?. 修改微分項(xiàng)修改微分項(xiàng)為了消除給定變化的沖擊，在計(jì)算微分項(xiàng)時(shí)忽略給定變化的影響，即認(rèn)為給定值不變。為了抗高頻干擾，數(shù)字控制系統(tǒng)中一般需要加入一階延遲濾波器，也叫微分限制環(huán)節(jié)。其傳遞函數(shù)和對(duì)應(yīng)的差分方程為：加入了一階延遲濾波器后的PID控制器傳遞函數(shù)為：其中去掉濾波環(huán)節(jié)后的部分為典型的PID形式：將整個(gè)系統(tǒng)分解成幾個(gè)部分各部分的差分形式為：微分部分：積分部分：比例部分：經(jīng)過(guò)整理，化簡(jiǎn)后的控制律為：un=un-1+K(a0en+a1en-1+a2en-2)程序編制數(shù)據(jù)運(yùn)算數(shù)的處理小數(shù)的處理正負(fù)數(shù)運(yùn)算（利用補(bǔ)碼進(jìn)行