(完整版)PID控制算法与策略.pdf
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2022-11-03
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第四章 控制算法与策略
按偏差的比例、积分和微分进行控制的控制器（简称为 PID 控制器、也称 PID 调节
器），是过程控制系统中技术成熟、应用最为广泛的一种控制器。它的 算法简单，参数
少，易于调整，并已经派生出各种改进算法。特别在工业过程控 制中，有些控制对象的精
确数学模型难以建立， 系统的参数不容易确定， 运用控 制理论分析综合要耗费很大代
价，却不能得到预期的效果。所以人们往往采用 PID 控制器，根据经验进行在线整定，一
般都可以达到控制要求。随着计算机特 别是微机技术的发展， PID 控制算法已能用微机
简单实现。 由于软件系统的灵活 性，PID 算法可以得到修正而更加完善
中，将着重介绍基于数字 PID 控制算法的系统的控制策略。
4．1 采用周期 T 的选择
采样周期 T 在微机控制系统中是一个重要参数， 它的选取应保证系统采样不 失真的
要求，而又受到系统硬件性能的限制。采样定理给出了采样频率的下限， 据此采样频率应
满足，
S
［
14
］
。在本章
2
m
,其中
m
是原来信号的最高频率。从控制性能
来考虑，采样频率应尽可能的高， 但采样频率越高， 对微机的运行速度要求越高， 存储
容量要求越大， 微机的工作时间和工作量随之增加。 另外，当采样频率提高 到一定程度
后，对系统性能的改善已不明显
列诸因素：
（1） 作用于系统的扰动信号频率。扰动频率越高，则采样频率也越高，即 采样周
期越小。
（2） 对象的动态特性。采样周期应比对象的时间参数小得多，否则采样信 号无法
反映瞬变过程。
（3） 执行器的响应速度。如果执行器的响应速度比较缓慢，那么过短的采 样周期
和控制周期将失去意义。
（4） 对象的精度要求。在计算机速度允许的情况下，采样周期越短，系统 调节的
品质越好。
［
14
］
。因此采样频率即采样周期的选 择必须综合考虑下
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