文档介绍：---------------------------------作者:_____________-----------------------------日期::_____________数字PID控制算法第三章、计算机测控系统设计与实现一、参考书目:书名:《计算机控制系统》章节:第六章页号:P140-156二、主要学****内容::在模拟调节系统中,PID控制算法的模拟表达式为:、微分项的改进不完全微分型PID算法传递函数2、积分项的改进抗积分饱和积分作用虽能消除控制系统的静差,但它也有一个副作用,即会引起积分饱和。在偏差始终存在的情况下,造成积分过量。当偏差方向改变后,需经过一段时间后,输出u(n)才脱离饱和区。这样就造成调节滞后,使系统出现明显的超调,恶化调节品质。这种由积分项引起的过积分作用称为积分饱和现象。克服积分饱和的方法:1、积分限幅法积分限幅法的基本思想是当积分项输出达到输出限幅值时,即停止积分项的计算,这时积分项的输出取上一时刻的积分值。其算法流程如图3-2-4所示。2、积分分离法积分分离法的基本思想是在偏差大时不进行积分,仅当偏差的绝对值小于一预定的门限值ε时才进行积分累积。这样既防止了偏差大时有过大的控制量,也避免了过积分现象。其算法流程如图3-2-5。三、知识点:1、为什么要用PID调节器1、经典控制方法,可靠成熟。2、相比两位式控制,控制精度大大提高。3、算法成熟,资源丰富。2、数字PID控制算法的比例、积分、微分的作用特点和不足PID是英文单词比例(Proportion),积分(Integral),微分(Differentialcoefficient)的缩写。PID调节实际上是由比例、积分、微分三种调节方式组成,它们各自的作用如下:比例调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。积分调节作用:是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。微分调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。3、,这样dt可用T近似代替,de(t)可用e(n)-e(n-1)近似代替,积分用求和近似代替。4、两种算法表达式及相互比较数字PID控制算法包括增量型算法和位置型算法,两者相比增量型算法具有