1_22带死区PID控制.doc

带死区PID控制一、 题目：用带死区的PID控制传递函数为为的被控对象： 低通滤波器传递函数：采样时间为1ms,反馈变送环节有个幅值为0.5的整台随机干扰信号，采用积分分离PID控制算法进行阶跃响应，取=0.1，积分分离限=0.2二、 原理：为了避免控制作用过于频繁，消除由于频繁动作所引起的震荡，可采用带死区的PID控制算法控制，计算式为：注：若过小会使控制动作过于频繁，系统不稳定；若过大，则系统将产生较大的滞后。三、 程序清单：%PID Controler with dead zoneclear all;close all;ts=0.001;sys=tf(5.235e005,1,87.35,1.047e004,0);dsys=c2d(sys,ts,z);num,den=tfdata(dsys,v);u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0;y_1=0;y_2=0;y_3=0;yy_1=0;error_1=0;error_2=0;ei=0;sys1=tf(1,0.04,1); %Low Freq Signal Filterdsys1=c2d(sys1,ts,tucsin);num1,den1=tfdata(dsys1,v);f_1=0;for k=1:1:2000time(k)=k*ts;rin(k)=1; %Step Signal%Linear modelyout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2-den(4)*y_3+num(2)*u_1+. num(3)*u_2+num(4)*u_3; D(k)=0.50*rands(1); %Disturbance signalyyout(k)=yout(k)+D(k);%Low frequency filterfilty(k)=-den1(2)*f_1+num1(1)*(yyout(k)+yy_1);error(k)=rin(k)-filty(k);if abs(error(k)=0.20 ei=ei+error(k)*ts;else ei=0;endkp=0.50;ki=0.10;kd=0.020;u(k)=kp*error(k)+ki*ei+kd*(error(k)-error_1)/ts; M=2;if M=1 u(k)=u(k);elseif M=2 %Using Dead zone if abs(error(k)=10 u(k)=10;endif u(k)=-10 u(k)=-10;end%-Return of PID parameters-rin_1=rin(k);u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k); y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k);f_1=filty(k);yy_1=yyout(k);error_2=error_1;error_1=error(k);endfigure(1);subplot(211);plot(time,rin,r,time,filty,b);xlabel(time(s);ylabel(rin,yout);subplot(212);plot(time,u,r);xlabel(time(s);ylabel(u);figure(2);plot(time,D,r);xlabel(time(s);ylabel(Disturbance signal);不带死区时：带死区时：由图所示带死区控制的控制器输出更加平稳，预示阀门开度稳定四、 结语：带死区的PID控制对控制器的输出有较好的控制作用，使得实际的直接控制对象执行器的阀门开度更加稳定，波动变化大大减小。这些例子中的PID基本控制部分，如果没有特别要求用什么控制算法，则都是用的离散PID控制算法。所以，本例也可以用不完全微分、位置式等来编写PID控制部分，只是在编写的同时要引入死区PID控制，程序的编写是灵活的，