PID控制算法92027.docVIP

数字式PID控制器设计 含义解释 在闭环负反馈控制系统中，对偏差进行P、I、D运算的控制方法。 P：比例 Proportion I： 积分 Integrate D：微分 Differential 2. 离散化公式表述： 2．1 位置式控制算法 在K时刻，给定值S(k),采样值C(K),偏差值Ｅ(k)，输出值U(k)存在以下关系： U(k)=KpE(k)＋KiTΞE(i)i=0,k +Kd［E(k)- E(k-1)］/T 　 = Kp｛E(k)＋T/TiΞE(i)i=0,k +Td/T［E(k)- E(k-1)］｝ 上式中Ti=Kp/Ki Td= Kd / Kp U(k)是全量输出，直接决定了执行机构的位置，故称位置式算法。 缺点：本拍输出与过去的所有状态有关，这不仅需要对E(k)进行累加，而且计算机任何故障的出现，U(k)的变化将会使执行机构的位置大幅度改变，给安全生产带来严重的后果。 增量式控制算法 每次只计算ΔU(k), U(k)= U(k-1)+ ΔU(k) ΔU(k)= U(k)- U(k-1) =Kp［E(k)- E(k-1)］+Ki E(k)+Kd［E(k)- 2E(k-1) +E(k-2) ］ 每次计算的ΔU(k)只决定执行机构位置的改变量（增量）故 称增量式算法。普遍采用这种算法。 经常用到的算法改进 3．1积分分离算法 当E(k)很大时，由于积分的作用会产生很大的超调并产生振荡，对此采用积分分离手段，在被控量开始跟踪时，取消积分作用，直至被控量接近新的给定值时，才产生积分作用。 U(k)= Kp｛E(k)＋NT/TiΞE(i)i=0,k +Td/T［E(k)- E(k-1)］｝ N是逻辑系数，当ABS E(i)≤M时，N=1 当ABS E(i)＞M时，N=0 M为予定的门限值。 3．2 带有死区的PID控制 当ABS E(i)≤B时，U(k)=0； 当ABS E(i)＞B时，U(k)= U(k)； B为予定的死区值。 3．3 带有BB限的PID控制 当ABS E(i) ＞Bb时，U(k)=Umin ；Umax 当ABS E(i)≤Bb时，U(k)= U(k) Bb为予定的限值，上下可设不同的限值。 3．4 正作用、反作用和限幅PID 3．5 参数整定 经验值 3．6 根据PID算法和大林算法的对比 1968年，IBM公司，大林推出了二阶系统离散化公式，针对纯滞后对象，称为大林算法。 结论是：典型的PI算法克服系统纯延迟性（大惯性纯滞后对象） 2005-12-17 王利瑞 灵奕自动化