改进PID控制控制算法.ppt

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：某些系统为了避免控制动作的过于频繁，消除由于频繁动作所引起的震荡，可采用带死区的PID控制。,