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第四章 数字PID控制算法.ppt
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第四章 数字PID控制算法.ppt
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1
第四章 数字
PID
控制算
法
2
在采用计算机控制时,由于软件系统的灵活性,
PID
算法可以得到
修正而更加完善和丰富。因此
PID
控制算法得到广泛的应用。
特别在工业生产过程控制中,由于控制对象的精确数学模型难以建
立,系统的参数又经常变化,运用现代控制理论分析综合要耗费很
大代价进行模型辨识,但往往不能得到预期的效果,所以人们常采
用
PID
调节器。并根据经验进行在线整定参数。
(
(1)PID
调节器结构简单,易于工程技术人员理解和掌握。
(2)
参数易于调整,在长期应用中工程技术人员积累了丰富的经验。
(3)
对大多数被控对象有较好的控制效果。
(4)
不需被控制对象的精确的数学模型。
为什么要用
PID
调节器呢
?
计算机控制系
统的设计,是指
在给定系统性能
指标的条件
下,设计出控
制器的控制规律
和相应的控制算
法。
3
按偏差的比例
、积分和微分进
行控制的调节器
简称为
PI
D
调节器
PID
调节器的微分方程
:
输入为误差信号
e(t),
输出为控
制量
u(t)
。
控制量
:
)
(
t
u
0
0
]
)
(
)
(
1
)
(
[
)
(
u
dt
t
d
e
T
dt
t
e
T
t
e
K
t
u
d
t
i
+
+
+
=
∫
比例系数
:
K
误差信号
:
)
(
t
e
积分时间常数
:
i
T
微分时间
常数
:
d
T
(
)
时的控制量
误差
控制量的基准
0
:
0
=
e
u
4
模拟
PID
调节器的传递函数
:
)]
(
*
*
)
(
*
1
*
1
)
(
[
)
(
S
E
S
T
S
E
S
T
S
E
K
S
U
d
i
+
+
=
]
*
1
*
1
1
[
)
(
)
(
S
T
S
T
K
S
E
S
U
d
i
]
*
*
1
*
1
*
)
(
)
(
S
T
K
S
T
K
K
S
E
S
U
d
i
S
K
S
K
K
S
E
S
U
D
I
*
1
*
)
(
)
(
i
I
T
K
K
1
*
=
积分系数
d
D
T
K
K
*
=
微分系
数
5
4.1
数字
PID
控制算法
一
.
模
拟
PID
调节器
PID
调节器是一种线性调节器:这种
P
ID
调节器是将
设定值
w
与系统
被控参数的实际值
y
进行比较构成控制
偏差
e
e=w
-y
并将其比例、积分、微分通过线性组合构成控制量。所以简称
为
P(
比例
)
I(
积分
)D(
微分
)
调节器。
K
i
/
s
对象
+
+
+
K
d
s
-
w
e
y
K
p
+
u
模拟
PID
控制原理图
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