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文档简介

第二章：PID算法的实现技术

郑辑光西安交通大学自动控制研究所2005年3月PID算法的实现技术

目的：掌握数字PID控制算法在工程应用中的实现技术，包括采样周期、字长的选取，无扰切换与抗积分饱和算法，控制器的正反作用方式等等。（参考教材：P2.5节、2.4节）

数字PID控制的位置式与增量式算法；数字PID控制器采样周期的选取；数字PID控制器的正、反作用方式；数字PID控制器积分字长的确定；过程输入约束及PID抗积分饱和算法；控制器的手动、自动无扰切换。§2－3：“正反作用”方式“正反作用”方式“正反作用”方式“正反作用”方式的定义“正反作用”方式曲线描述“正反作用”方式的选择气动调节阀的结构气动调节阀的结构阀门的“气开”与“气关”常见的现场执行机构

控制对象特性水位控制系统举例：练习：调节阀与控制器的选取§2－2：

抗积分饱和算法积分饱和对调节性能的影响积分饱和对系统性能的影响：非线性执行机构

抗积分饱和算法方框图数字PID控制器的抗积分饱和算法

PID抗积分饱和算法

PID抗积分饱和算法实现前向差分的采用§2－3：控制器无扰切换模拟调节器的无扰切换电路数字调节器控制模式的无扰动切换控制器无扰切换技术在手动控制模式下，动态控制器的状态（如积分器状态、不完全微分项惯性环节的状态等）数值必须是明确的，否则将会导致由手动控制模式切换到自动控制模式时，控制器的输出值是不可预期的。因此，有必要引入无扰切换算法。控制器无扰切换技术控制器无扰切换技术位置式与增量式算法的对比1.增量式PID控制算法如取为实际阀位反馈信号,或反映执行器特性的内部执行器模型输出,则不会发生积分饱和现象;并且由MAN模式切换到AUTO模式时,易于实现无扰.2.增量式PID算法必须采用积分项。因为比例、微分项除了在设定值改变后的一个周期内与设定值有关外，其它时间均与设定值无关；尤其是微分先行、比例先行算法更是如此。这样，被控过程会漂离设定点。

总结

以上各章节给出了实用PID控制算法及其具体实现技术，希望大家能够写出完整的定周期PID算法的流程，即具体算法步骤。

此外，由于PID控制器是一个动力学系统，因此在接入时恰当地设定控制器的状态是很重要的。如果不这样做，可能会出现大的切换瞬态过程。在具有PI控制器的常规控制器中，控制

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