PID控制的本质

freedom1

第九章PID 控制器
9.1数字PID
1.1 PID控制的本质
3 q' y9 v2 Q# u" D是一个二阶线性控制器
, Z2 ]5 g% Z& P8 ]' @定义:通过调整比例、积分和微分三项参数，使得大多数的工业控制系统获得良好的闭环控制性能。
: B; {$ q' T1 |: C1.技术成熟
8 [; A, M4 u# E8 N8 x6 i6 c: G2.易被人们熟悉和掌握
3.不需要建立數学模型
- Y2 R* T3 |6 o+ N+ |! g+ b: }6 Z.控制效果好
$ F9 X7 O. S5 [- H# v4 f" b5.鲁梓性
% V* x' N3 z4 z( ?3 ?9 G/ O3 }3 ^9 j一标准数字PID算法
* v6 Q0 H7 s, n" y4 Q( b通常依据控制器输出与执行机构的对应关系，
将基本数字PID 算法分为位置式PID 和增量式PID 两种。
1.位置式PID控制算法
基本PID控制器的理想算式为
de(1)
u(t)= K,e(1)+
- Q! ?  I; _2 w! F6 n- mLel)d+Ij
dt
, X  r: l6 }9 P& M8 N/ PTh
(1)
" L- _1 H: G5 G1 k0 {. M式中
u()一-控制器 (也称调节器)的输出:
. n( c0 R& o: F% x" P: A1 r" p, P( se(t)- - -控制器的输入(常常是设定值与被控量之差，即()=()-():
Kp一
控制器的比例放大系数:
% q& e( F6 @$ x' t- MTi -- -控制器的积分时间:
* K; j9 s1 i6 @  ]% t' oTa--控制器 的微分时间。
+ I5 [+ I2 H( J/ G设u(k)为第k次采样时刻控制器的输出值，可得离散的
8 p, l& Q3 B% S! u# hPID算式
u(k)= K,e(k)+ K,ZeU)+K][e(k)-e(k-1]
(2)
; J1 w  A9 s, A6 r* ~二为积分系数 x=5
.为微分系数
式中
& A& T4 u: k$ o* v7 R8 S3 x7
由于计算机的输出u(k) 直接控制执行机构(如阀门)， u(k)的值 与执行机构的位置( 如阀
门开度) - -对应，所以通常称式(2)为位置式 PID 控制算法。
位置式PID控制算法的缺点:当前采样时刻的输出与过去的各个状态有关，计算时要对
e(k)进行累加，运算量大:而且控制器的输出u(k)对 应的是执行机构的实际位置，如果计算机
出现故障，u(k)的大幅度变化会 引起执行机构位W的大幅度变化。
4 S$ U4 C9 ~5 l7 _  E2.增量式PID控制算法
增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量s u(k)。采用增量式算法时，计算
8 Q  z1 W1 Y- X机输出的控制量A u(k)对应的是本次执行机构位置的增量，而不是对应执行机构的实际位置，
6 H( v) t% Q* U# A0 P2 j因此要求执行机构必须具有对控制量增量的累积功能，才能完成对被控对象的控制操作。执
4 o. s% P, K1 Y; q行机构的累积功能可以采用硬件的方法实现:也可以采用软件来实现，如利用算式
4 Z) z4 P  Q6 N2 o' F' S' @# Yu()=u(k- D)+Qu(K)程序化来完成。

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

% I3 O  y+ x5 r: G  ?3 C

ononsiiii

定义:通过调整比例、积分和微分三项参数，使得大多数的工业控制系统获得良好的闭环控制性能。