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PID增量式算法
5 E2 _, F4 ^+ V离散化公式:- }8 B" p: x2 Z6 L
Cu(k)= u(k)- u(k-1)% q: i3 R/ ]0 M7 s0 n% K
(()-=Kl<()-(-1)]Kie(k)+KdI[()2e(k-1)+e(k-2]+ n. _1 d2 A9 k" {
进一步可以改写成* Z1 |/ }) S9 v7 w1 i4 e0 M4 v
(Cu(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2)- M- f" `% p _) l. @' G( X6 p
对于增量式算法,可以选择的功能有4 g( N! w4 D, z
(1)滤波的选择
7 ` y7 ]) S8 ~8 I: V可以对输入加一个前置滤波器,使得进入控制算法的给定值不突变,而是有一一定惯性
' F! u9 i4 k4 _; k. U延迟的缓变量。$ b& L( I$ ^! a( @
(2)系统的动态过程加速* ~+ d/ E7 I3 G. \7 }
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,! U7 j# S8 Y! `; ^
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。+ ^7 t- C0 z8 |6 {) M1 `- t: p
由于这- -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- c& w2 z J1 }# U. w1 ^
避免了积分超调以及随之带来的振荡,' F- C( A5 s1 H- I
这显然是有利于控制的。
5 H7 F9 H& r+ K- u5 z* M但如果被控量远未接近给定/ A0 z+ h) M; t
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。
, j5 z$ ?0 o) M7 F: x6 O* `为了加快开始的动态过程,我们可以设定- 个偏差范围
7 Q+ G( z' I& G0 o- i" jv,当偏差|e(t)|< 时,即被控3 n: ? @9 N) b4 m A7 L
量接近给定值时,就按正常规律调节,而当
% K# ]3 _% g3 _. \: p' n) @lt(t)>=时, 则不管比例作用为正或为负,都
9 d7 G z- P" M' X3 d使它向有利于接近给定值的方向调整,即取其值为
- o7 v; ^* K8 ?" |8 `/ _1 Ol()-e(t-1)|,其符号与积分项- -致。利用 p) B6 U% s4 Q7 w# e
这样的算法,可以加快控制的动态过程。
8 U. g) I4 }4 [3 }7 z: A1 P(3) PID增量算法的饱和作用及其抑制
9 h/ Q W" u" F" D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
4 h2 W! G3 h& `/ h- @$ X( c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,
2 P* C. v8 _' j* [9 N如果该值超过了执; z4 x: I3 V% o7 [2 b
行元件所允许的最大限度," y. ]. E) d+ {/ F6 W9 b. ~
那么实际上执行的控制增量将时受到限制时的值,+ S, `' |, t5 g8 M* ~$ i
多余的部分将
4 o8 ?- ]' v6 ^; H0 m: `" P丢失,将使系统的动态过程变长,因此,需要采取一- 定的措施改善这种情况。# A2 Z! J( J0 |7 `! h
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8 p/ s( \, x9 y; Z3 `
分积累起来,而一旦可能时,再补充执行。.* k3 p' Y9 b& Q, J) O# L
2 S2 M- s( L* H6 _ R" S" H
; V4 ?1 g. j# \* ?
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