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PID增量式算法4 q) `. ~% q% q- d8 Z4 J
离散化公式:5 @9 W. Y! @( n4 _. k
山(k)= u(k)- uU(k-1)# z; P( ]2 E/ i' I6 H6 A( g
(u()=l(-1(-1)]Kie()+Kld[()-2(k-1)+e(k-2]6 ~$ U7 U4 J9 W% l4 Y, |0 X) _ X
进一步可以改写成
E5 W' I) A' V6 i/ v(()=+()-Be(x-1)Ce(-2)! E& z9 f% P, f. Q
对于增量式算法,可以选择的功能有
, z, I; Z7 d3 Y3 _8 `4 V; j(1)滤波的选择2 a3 l( J$ ?2 g* P
可以对输入加一一个前置滤波器,使得进入控制算法的给定值不突变,而是有- -定惯性
- \2 U/ \; y4 K- S8 F延迟的缓变量。
9 j! h* U% W9 _, @(2) 系统的动态过程加速
3 Q( \1 l l& y* U m# g" ^" j5 m在增量式算法中,比例项与积分项的符号有以下关系:如果被控量继续偏离给定值,
% v" L' r6 Y0 k/ C则这两项符号相同,而当被控量向给定值方向变化时,则这两项的符号相反。
1 K# ]& U/ r: M1 Y" k5 Q l& j! s0 n由于这一性质,当被控量接近给定值的时候,反号的比例作用阻碍了积分作用,因而 s2 B0 i5 q w
避免了积分超调以及随之带来的振荡,
; z. c7 Q8 p) ?& r% l, {& [7 q1 d这显然是有利于控制的。但如果 被控量远未接近给定
+ e# }* U1 _+ \1 ?" X. e# G4 u5 l值,仅刚开始向给定值变化时,由于比例和积分反向,将会减慢控制过程。
+ Q% Z1 z3 R: r/ [! \6 V* X9 E \为了加快开始的动态过程,我们可以设定- -个偏差范围9 N+ m( ?4 R* z- i) e" a; E
v,当偏差|e(t)(<时, 即被控! W1 v) [6 l+ _5 l7 b/ w- G1 J& q
量接近给定值时,就按正常规律调节,而当
- p, C( n9 [* N) Ele()>=时, 则不管比例作用为正或为负,都. w. q+ J* ?7 G. l, N2 c( r; F
使它向有利于接近给定值的方向调整,即取其值为
% c) d0 B* I' S% U( y$ jl()-e(t-1)|,其符号与积分项一致。利用9 Z- P8 K6 e& P) q$ y2 B& o# H; C
这样的算法,可以加快控制的动态过程。: C7 V$ T! `9 ]9 D$ ]* g3 v& [; p
(3)PID增量算法的饱和作用及其抑制3 `! @9 x% K5 P2 n
在PID增量算法中,由于执行元件本身是机械或物理的积分储存单元,如果给定值发
" T5 q# g6 m% T5 \ |# L生突变时,由算法的比例部 分和微分部分计算出的控制增量可能比较大,
" b# N$ }6 H' `& S6 d3 ~如果该值超过了执2 ~1 e/ G( z' k; d: T; h; g
行元件所允许的最大限度,那么实际 上执行的控制增量将时受到限制时的值,7 Q, K8 f+ P. [; u: ~8 {; f/ E
多余的部分将2 Y Q& [- c w" y6 U3 X! F) o w
丢失,将使系统的动态过程变长,因此,需要采取- -定的措施改善这种情况。, A9 u( T( |: F+ v0 Y: Z) t
纠正这种缺陷的方法是采用积累补偿法,当超出执行机构的执行能力时,将其多余部
6 S4 i: z. |, R" y: c6 h9 k分积累起来,而一旦可能时,再补充执行。
5 W; E/ Q5 m7 Q) k1 D7 r% V2 |PID位置算法
5 z' R. q5 F2 b/ z2 {# n高散公式:) G; T& |7 U& s- r( o& b
U(k)=Kp"e(k) +Ki"
$ n; t- }: F7 F之(街)! E+ ]0 k2 Z3 t
+Kd'[e(k)-e(k-1]+ z9 D/ s, Z1 a6 e' @& x
对于位置式算法,可以选择的功能有:; ` ?4 X, P b- }* G
a.滤波:同上为-阶惯性滤波" J/ `& p6 q& S6 E6 d/ a
b.饱和作用抑制:9 ^! ^/ m$ ]5 Q; F* P
5 ~. m0 t+ h4 r' m
1 Y3 E. v& f5 p) h y! ^ |
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