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PID算法介绍
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2012-10-22
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目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
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微机控制技术·第 9 章·PID 控制器
第九章 PID 控制器
9.1 数字 PID
1.1 PID 控制的本质
是一个二阶线性控制器
定义:通过调整比例、积分和微分三项参数,使得大多数的工业控制系统获得良好的闭环控制性能。
优点
1. 技术成熟
2. 易被人们熟悉和掌握
3. 不需要建立数学模型
4. 控制效果好
5. 鲁棒性
一、 标准数字 PID 算法
通常依据控制器输出与执行机构的对应关系,将基本数字
PID
算法分为位置式
PID
和增量式
PID
两
种。 http://jwc.ysu.edu.cn/jpk/admin/ 计算机控制——基础、技术、工具、实例 /chapter2/2.4.4.1.htm - 2#2
1. 位置式 PID 控制算法
基本 PID 控制器的理想算式为
(1)
式中
u(t)——控制器(也称调节器)的输出;
e(t)——控制器的输入(常常是设定值与被控量之差,即 e(t)=r(t)-c(t));
K
p
——控制器的比例放大系数;
T
i
——控制器的积分时间;
T
d
——控制器的微分时间。
设 u(k)为第 k 次采样时刻控制器的输出值,可得离散的 PID 算式
(2)
式中
,
。
由于计算机的输出 u(k)直接控制执行机构(如阀门),u(k)的值与执行机构的位置(如
阀门开度)一一对应,所以通常称式(2)为位置式 PID 控制算法。
位置式 PID 控制算法的缺点:当前采样时刻的输出与过去的各个状态有关,计算时要对
e(k)进行累加,运算量大;而且控制器的输出 u(k)对应的是执行机构的实际位置,如果计算
机出现故障,u(k)的大幅度变化会引起执行机构位置的大幅度变化。
2. 增量式 PID 控制算法
增量式 PID 是指数字控制器的输出只是控制量的增量 Δu(k)。采用增量式算法时,计算
机输出的控制量 Δu(k)对应的是本次执行机构位置的增量,而不是对应执行机构的实际位置 ,
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xiaolijun2010
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