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1_21微分先行PID控制
微分先行PID控制
题目:用微分先行PID控制传递函数为为的被控对象:
=exp(-80)/(60s+1)
原理:
微分先行PID控制是对偏差作比例积分作用,对输出作微分作用,控制结构如下图所示。适用于给定值频繁变化的场合,可以避免给定值升降引起的系统震荡,从而提高了系统的动态特性。
程序清单:
%PID Controler with differential in advance
clear all;
close all;
ts=20;
sys=tf([1],[60,1],inputdelay,80);
dsys=c2d(sys,ts,zoh);
[num,den]=tfdata(dsys,v);
u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0;
ud_1=0;
y_1=0;y_2=0;y_3=0;
error_1=0;error_2=0;
ei=0;
for k=1:1:400
time(k)=k*ts;
%Linear model
yout(k)=-den(2)*y_1+num(2)*u_5;
kp=0.36;kd=15;ki=0.0021;
rin(k)=1.0*sign(sin(0.00025*2*pi*k*ts));
rin(k)=rin(k)+0.05*sin(0.03*pi*k*ts);
error(k)=rin(k)-yout(k);
ei=ei+error(k)*ts;
gama=0.50;
Td=kd/kp;
Ti=0.5;
c1=gama*Td/(gama*Td+ts);
c2=(Td+ts)/(gama*Td+ts);
c3=Td/(gama*Td+ts);
M=1;
if M==1 %PID Control with differential in advance
ud(k)=c1*ud_1+c2*yout(k)-c3*y_1;
u(k)=kp*error(k)+ud(k)+ki*ei;
elseif M==2 %Simple PID Control
u(k)=kp*error(k)+kd*(error(k)-error_1)/ts+ki*ei;
end
if u(k)=110
u(k)=110;
end
if u(k)=-110
u(k)=-110;
end
%Update parameters
u_5=u_4;u_4=u_3;u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);
y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k);
error_2=error_1;
error_1=error(k);
end
figure(1);
plot(time,rin,r,time,yout,b);
xlabel(time(s));ylabel(rin,yout);
figure(2);
plot(time,u,r);
xlabel(time(s));ylabel(u);
不用微分先行: 加上微分先行:
由图所示,在设定值频繁变动的情况下,加入微分先行后控制效果更加好。
结语:
微分先行常用于设定值频繁变动的情况下,改善系统的动态性能。
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