离散电机PID控制及其MATLAB仿真.ppt

根据实际情况，人为设定阈值ε＞0；01当∣e(k)∣＞ε时，采用PD控制，可避免产生过大的超调，又使系统有较快的响应；02当∣e(k)∣≤ε时，采用PID控制，以保证系统的控制精度。03具体实现的步骤是：积分分离PID控制算法及仿真积分分离PID控制算法及仿真积分分离控制算法可表示为：式中，T为采样时间，β项为积分项的开关系数根据积分分离式PID控制算法得到其程序框图如右图。积分分离PID控制算法及仿真积分分离PID控制算法及仿真设被控对象为一个延迟对象：采样时间为20s，延迟时间为4个采样时间，即80s，被控对象离散化为：积分分离PID控制算法及仿真积分分离式PID阶跃跟 采用普通PID阶跃跟踪积分分离PID控制算法及仿真Simulink主程序积分分离PID控制算法及仿真阶跃响应结果积分分离PID控制算法及仿真需要说明的是，为保证引入积分作用后系统的稳定性不变，在输入积分作用时比例系数Kp可进行相应变化。此外，β值应根据具体对象及要求而定，若β过大，则达不到积分分离的目的；β过小，则会导致无法进入积分区。如果只进行PD控制，会使控制出现余差。（为什么是β？）所谓积分饱和现象是指若系统存在一个方向的偏差，PID控制器的输出由于积分作用的不断累加而加大，从而导致u(k)达到极限位置。此后若控制器输出继续增大，u(k)也不会再增大，即系统输出超出正常运行范围而进入了饱和区。一旦出现反向偏差，u(k)逐渐从饱和区退出。01进入饱和区愈深则退饱和时间愈长。此段时间内，系统就像失去控制。这种现象称为积分饱和现象或积分失控现象。02积分饱和现象抗积分饱和PID控制算法及仿真抗积分饱和PID控制算法及仿真执行机构饱和特性21在计算u(k)时，首先判断上一时刻的控制量u(k-1)是否己超出限制范围。若超出，则只累加负偏差；若未超出，则按普通PID算法进行调节。这种算法可以避免控制量长时间停留在饱和区。抗积分饱和算法抗积分饱和PID控制算法及仿真仿真实例设被控制对象为：采样时间为1ms，取指令信号Rin(k)＝30，M＝1，采用抗积分饱和算法进行离散系统阶跃响应。020103抗积分饱和PID控制算法及仿真抗积分饱和PID控制算法及仿真抗积分饱和阶跃响应仿真普通PID阶跃响应仿真在PID控制律中积分项的作用是消除余差，为了减小余差，应提高积分项的运算精度，为此，可将矩形积分改为梯形积分。梯形积分的计算公式为：梯形积分PID控制算法变速积分的基本思想是，设法改变积分项的累加速度，使其与偏差大小相对应：偏差越大，积分越慢；反之则越快，有利于提高系统品质。010102设置系数f(e(k))，它是e(k)的函数。当∣e(k)∣增大时，f减小，反之增大。变速积分的PID积分项表达式为：021.3.8变速积分算法及仿真1.3.8变速积分算法及仿真系数f与偏差当前值∣e(k)∣的关系可以是线性的或是非线性的，例如，可设为1.3.8变速积分算法及仿真变速积分PID算法为：这种算法对A、B两参数的要求不精确，参数整定较容易。*先进PID控制及其MATLAB仿真控制工程与控制理论课程设计讲座主讲人付冬梅自动化系第1章数字PID控制1.1PID控制原理1.2连续系统的模拟PID仿真1.3数字PID控制1.1PID控制原理模拟PID控制系统原理框图PID是一种线性控制器，它根据给定值rin(t)与实际输出值yout(t)构成控制方案：PID的控制规律为:01021.1PID控制原理1.1PID控制原理PID控制器各校正环节的作用如下：比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减小偏差。积分环节：integral[intiɡr?l]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T,T越大，积分作用越弱，反之则越强。微分环节：differentialcoefficient反映偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。基本的PID控制线性时变系统的PID控制1.2连续系统的基本PID仿真以二阶线性传递函数为被控对象，进行模拟PID控制。在信号发生器中选择正弦信号，仿真时取Kp＝60，Ki＝1，Kd＝3，输入指令为其中，A＝1.0，f＝0.20Hz被控对象模型选定为：01连续系统的基本PID仿真021.2连续系统的基本PID仿真连续系统PID的Simulink仿真程序1.2连续系统的