資源描述：
《數(shù)字PID改進(jìn)算法與參數(shù)整定ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第13節(jié)數(shù)字PID改進(jìn)算法 及參數(shù)整定一不完全微分PID算法二微分先行PID算法三PID參數(shù)的整定四PID算法的發(fā)展一不完全微分PID算法1.標(biāo)準(zhǔn)PID算法中微分作用的局限性對于偏差e(k)的階躍變化，微分作用僅限于第一個(gè)采樣周期，并容易引起振蕩因?yàn)閡dt/T1對于e(k)的單位階躍變化，有當(dāng)偏差e(k)變化較大時(shí)，微分作用項(xiàng)ud將很大，容易導(dǎo)致輸出飽和，即微分飽和；2.不完全微分PID算法基本思想對微分環(huán)節(jié)或整個(gè)PID環(huán)節(jié)串入一個(gè)慣性環(huán)節(jié)（低通濾波器），以平滑微分作用產(chǎn)生的瞬時(shí)脈動(dòng)，加強(qiáng)微分作用對全過程的影響，
2、同時(shí)還可以抑制高頻噪聲。算法推導(dǎo)不完全微分PID算法具有兩種形式：a.慣性環(huán)節(jié)只加在微分項(xiàng)上KpE(s)U(s)b.慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)在整個(gè)PID調(diào)節(jié)器之后TdsE(s)U(s)U(s)對于第一種結(jié)構(gòu)，有其中UP(s)與UI(s)與標(biāo)準(zhǔn)算法中形式一樣用向后差分法離散化，可得對于第二種結(jié)構(gòu)，有離散化之后可得★控制效果僅討論慣性環(huán)節(jié)在微分部分▲完全微分PID算法▲不完全微分PID算法對于偏差e(k)的階躍變化，不完全微分算法有控制效果（圖）udt/T12345876Oet/TO不完全微分項(xiàng)的控制信號比較均勻、平緩二微分先行
3、PID算法★基本思想將微分運(yùn)算放在最前面，再對微分運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行比例和積分運(yùn)算，有助于克服噪聲及其它突變信號對控制器輸出量帶來的沖擊。★結(jié)構(gòu)1對偏差值e(k)進(jìn)行微分，即對給定值和輸出量（反饋量）均有微分作用。適合于串級控制的副控回路，給定值由主控調(diào)節(jié)器給定。其中0
4、(s)R(s)C(s)－在給定值頻繁提降的場合，該結(jié)構(gòu)可避免因輸入突變導(dǎo)致輸出的躍變。三PID參數(shù)的整定1PID參數(shù)對控制性能的影響比例系數(shù)——Kp動(dòng)態(tài)性能：Kp越大，響應(yīng)速度越快，同時(shí)振蕩次數(shù)增加，調(diào)節(jié)時(shí)間增長，而Kp過大，系統(tǒng)可能會不穩(wěn)定。穩(wěn)態(tài)性能：Kp越大，穩(wěn)態(tài)誤差越小，但一般不能完全消除靜差。積分時(shí)間常數(shù)——Ti動(dòng)態(tài)性能：Ti越小，積分作用越強(qiáng)，快速性增加，但穩(wěn)定性下降；穩(wěn)態(tài)性能：積分作用有助于消除靜差。微分時(shí)間常數(shù)——Td微分作用有利于改善動(dòng)態(tài)性能，如減少超調(diào)和振蕩次數(shù)，加快響應(yīng)過程與縮短調(diào)節(jié)時(shí)間等，但
5、對噪聲敏感，抗擾性下降；Td必須選擇適中，過大和過小均不能獲得好的控制性能。2.PID參數(shù)整定方法包括理論設(shè)計(jì)整定法與實(shí)驗(yàn)整定法。工程上通常采用實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)法。如果采樣周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于被控過程的時(shí)間常數(shù)，原則上模擬PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定方法均可擴(kuò)充到數(shù)字PID算法的參數(shù)整定中?！飻U(kuò)充臨界比例系數(shù)法◆整定步驟：▲選取一個(gè)足夠小的采樣周期Tmin▲去掉積分和微分控制作用，采用純比例控制，逐步增大Kp，直至出現(xiàn)等幅振蕩，記下臨界比例系數(shù)Kr和臨界振蕩周期Tr；tc(t)oTr▲選擇控制度，即數(shù)字控制器相對于模擬控制器的一個(gè)評價(jià)
6、函數(shù)：通常認(rèn)為，當(dāng)控制度為1.05時(shí)，二者控制效果相當(dāng)?！鶕?jù)測得的Kr、Tr和選定的控制度查表（如P119表5.1所示）計(jì)算采樣周期T和PID參數(shù)Kp、Ti、Td；▲按計(jì)算所得的參數(shù)投入在線運(yùn)行，檢驗(yàn)效果，并進(jìn)一步微調(diào)，直到滿意為止。★擴(kuò)充響應(yīng)曲線法主要步驟：▲在系統(tǒng)開環(huán)情況下（斷開數(shù)字控制器），給對象施加一階躍輸入，測得被控量的響應(yīng)曲線；▲在對象響應(yīng)曲線上的拐點(diǎn)處作一切線，求得等效滯后時(shí)間?和等效時(shí)間常數(shù)Tm，并計(jì)算它們的比值Tm/?。tc(t)oTm?拐點(diǎn)▲選擇適當(dāng)?shù)目刂贫?；▲查表（如P120表5.2所示）
7、計(jì)算求得采樣周期T和PID參數(shù)Kp、Ti、Td；▲投入實(shí)際運(yùn)行，觀察控制效果，適當(dāng)修正參數(shù)。四PID算法的發(fā)展變參數(shù)的PID控制當(dāng)工況發(fā)生變化時(shí)，能及時(shí)改變PID參數(shù)與之相適應(yīng)。參數(shù)自尋優(yōu)PID控制在線自動(dòng)整定和調(diào)整參數(shù)，使控制性能處于最優(yōu)狀態(tài)。智能PID控制將PID控制與人工智能技術(shù)結(jié)合，形成各種智能PID算法。
