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PID调节器是一种线性调节器,它根据给定值r(t) 与实际输出值c(t) 构成的控制偏差:
0 T# k' O# m: J0 w/ L0 ?$ n2 c4 i/ _e(t)=r(t)-c(t) .* s- _- y2 E4 b7 j: L
(1.1)) K% l x" Z' |- L; `* |0 I
将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量,对控制对象进行控制,故称为
3 |5 k' m/ p* W' wPID调节器。在实际应用中,常根据对象的特征
. V3 [4 `; l. M2 L/ A0 _和控制要求,将P、I. D基本控制规律进行适当组合,以达到对被控对象进行有效控制的目的。例如,
5 \" r1 S: Q9 [7 |P调节器,PI调节器,PID1 G8 N7 _2 U+ d( x6 z$ V; l
调节器等。
4 e8 s- x* n8 D% I模拟PID调节器的控制规律为
# ?) ]' v( k" C% F; su(t)= K ,[e(t) +:
& q+ t' A; g' R- u/ U- Itie
( [! z! T! V' i5 @9 rje(t)at +T。
" \+ d- I6 N8 U4 n; c6 _) \. kde(t)
# }2 D3 r3 @: z" g; I5 \(1.2)
# i2 H/ z, e" ?0 C6 l, i% Y0 U式中,K, 为比例系数,T. 为积分时间常数,To 为微分时间常数。
- c) Z" J) P9 B. I, R简单的说,PID 调节器各校正环节的作用是:
9 q/ L6 S$ y) {7 P(1)比例环节:即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t) ,偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用以减少偏差:
2 y, C8 e$ X6 g! H0 [2 A(2)积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数( s8 M1 c. l5 ^! l) E
T,T,越大,积分作用越弱,反之
! H1 ?9 P h) \$ m- O则越强;
' Q1 ]; A0 P. ]! o& ^" J# H(3)微分环节:能反映偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号的值变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修. j) W9 u7 A5 b7 L0 `( N
正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间。
( }4 q4 Z9 A" X- ~, d由式1.2可得,模拟PID调节器的传递函数为8 b+ Q" V9 I' P* C
D(S)( Y& ?* O3 @7 r3 `0 c; R! O
U(S) |5 N' @1 @1 G1 p
Kp(1+-- +T.S)
( D+ C+ i" |5 r(1.3)
' g; @- M' W' Z, V7 g+ R% qE(S)
0 B* o5 W8 l$ M- ?% tT.S
' J3 f% T4 n0 m9 c由于本设计主要采用数字PID 算法,所以对于模拟PID 只做此简要介绍。, K! S% V4 e, ^) R5 A; R
3 k7 P: @2 y* y7 `0 u
, f& r; `( a$ @+ ?
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