数字PID控制器的改进.ppt

jsjkz14,1,复习:1.数字PID调节器的算法（掌握）(1)位置式算法,(2)增量式算法,jsjkz14,2,(3)PID控制,（掌握）,抵消G(z)中两个不稳定或远离原点的极点。,单一比例控制确定Kp:根据稳态速度误差或稳态位置误差选择,构成单一比例控制D(z)=Kp;(2)PI控制:,jsjkz14,3,四PID调节器参数选择(理解)试凑法临界比例法阶跃进响应法归一参数法变参数控制法,1试凑法:试凑次序:KpKiKd,（1）调整Kp:由小变大，至等副振荡为止；,（2）调整Ki:略微减小Kp,使Ti由大到小,使单位阶跃作用下ess=0；,（3）如果ess满足要求,动态特性不好,使Td由小到大.,jsjkz14,4,2扩充临界比例法,(1)确定临界放大系数Kc和临界周期Tc,比例控制,构成闭环,增大比例系数,获得临界稳定单位阶跃响应,(2)两个术语,比例度：=1/Kp,控制度：数字控制与模拟控制误差平方积分之比,表6.2,演示：liti6_8apidxz.mdl,jsjkz14,5,3.扩充响应曲线法,直接加上单位阶跃输入，获取具有纯滞后的惯性环节的阶跃响应曲线，测量延迟时间和惯性时间常数T,表6.3,选取T,Kp,Ti,Td,4.归一参数法假定约束条件后，只选取一个参数Kp。,jsjkz14,6,增量式,整定,jsjkz14,7,五.数字PID控制器算法的改进（理解）1.积分分离算法小误差:实施PID控制；误差超过某一设定限:实施PD控制.,算法:,2遇限停止积分法克服积分饱和作用的影响。,jsjkz14,8,算法:,进入饱和区的控制说明:,输出y小于给定r，积分停止,以最大的控制量um实施控制,使误差迅速减小,jsjkz14,9,输出y超过给定r,积分器对负值误差进行反向积分，使u(k)迅速退出饱和.,3.不完全微分算法(1)完全微分的缺陷,阶跃输入,jsjkz14,10,完全微分器仅在第一个采样周期有输出，且输出很强.,jsjkz14,11,（2）不完全微分器的构成在完全微分器中串入一个低通滤波器(惯性环节),传递函数:,微分方程:,差分方程：,jsjkz14,12,离散值：,特点:第一个周期输出小；输出按照偏差变化趋势均匀减小.,jsjkz14,13,（3）采用不完全微分的PID控制器,低通滤波器:,改进后的PID传递函数,实际不完全微分(导前环节),PI调节器,普通PID,T2T2,1,jsjkz14,14,阶跃响应离散值：,jsjkz14,15,（3）不完全微分控制算法,不完全微分输出,积分环节输出,差分方程：,比例环节,jsjkz14,16,思考：,如何表示增量式算法u(k)?,不必化简！,jsjkz14,17,例：模拟PI调节器,求用后向差分法离散化的计算机算法,(2)求u(kT)：,(3)Z-1:,解:(1),交叉相乘,增量式,位置式？。,jsjkz14,18,1.PID调节器参数的选择(1)临界比例法(2)归一参数法,2不完全微分算法,复习P152-P158.习题:6-8（2）,小结,jsjkz14,19,提纲,四PID调节器参数选择(理解)试凑法临界比例法阶跃进响应法归一参数法变参数控制法,1试凑法:试凑次序:KpKiKd,2临界(扩充)比例