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文档简介

数字PID算法的改进 常用数字PID的几种改进算法 积分分离PID控制算法遇限削弱积分PID控制算法不完全微分PID控制算法微分先行PID控制算法带死区的PID控制算法 1 积分分离PID控制算法 现象 一般的PID 当有较大的扰动或大幅度改变设定值时 由于短时间内大的偏差 加上系统本身具有的惯性和滞后 在积分的作用下 将引出现起系统较大的超调 甚至是振荡 人为设定一阈值 积分分离措施 当时 即偏差比较大时 采用PD控制当时 即偏差比较小时 采用PID控制总结 普通分离算法 大偏差时不积分 积分 开关 控制 积分分离值的确定原则 图不同积分分离值下的系统响应曲线 2 遇限削弱积分PID控制算法 基本思想 当控制进入饱和区以后 便不再进行积分项的累加 而只是执行削弱积分的运算 方法 在计算u k 时 先判断u k 1 是否已超出限制值 若u k 1 umax 则只累加负偏差 若u k 1 umax 则累加正偏差 优点 可以避免控制量长时间停留在饱和区 3 不完全微分PID控制算法 问题引出 1 对有高频扰动的生产过程 微分作用响应过于敏感 易引起振荡 降低调节品质 2 执行需要时间 而微分输出短暂 结果是执行器短时间内达不到应有开度 使输出失真 解决 在PID算法中加入一个一阶惯性环节 构成不完全微分PID控制 PID输出控制作用比较 4 微分先行PID控制算法 问题引出 给定值的升降会给控制系统带来冲击 如超调量过大 调节阀动作剧烈 解决 采用微分先行的PID控制算法 微分先行PID控制结构图 微分先行PID控制算法和基本PID控制的不同之处在于 微分 不对 微分 这样 在改变给定值时 输出不会改变 而被控量的变化 通常总是比较缓和的 只对输出量 给定值 注意 这种输出量先行微分适用于给定值频繁升降的场合 可以避免给定值升降时所引起的系统振荡 明显地改善系统的动态特性 该算法是在原PID算法的前面增加一个不灵敏区的非线性环节来实现的 即式中 s为死区增益 其数值可为0 0 25 0 5 1等 注意 死区是一个非线性环节 不能象线性环节一样随便移到PID控制器的后面 5 带死区的PID算法 提出
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