PID控制及在汽车上的应用.pptx

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1、PID控制及起在车辆上的应用PID控制简介比例(P)控制规律 积分(I)控制规律比例积分(PI)控制规律 比例微分(PD)控制规律比例积分微分(PID)控制规律 在汽车方面的应用第1页/共26页PID控制简介PID(Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。从信号变换的角度而言，超前校正、滞后校正、滞后超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。第2页/共26页比例控制规律 具有比例控制规律的控制器称为比例(P)控制器,其

2、传递函数为:这表明,P控制器的输入信号成比例地反映输出信号。优点:它的作用是调整系统的开环比例系数，提高系统的稳态精度，减低系统的惰性，加快响应速度。缺点:仅用P控制器,过大的开环比例系数不仅会使系统的超调量增大,而且会使系统稳定裕度变小,甚至不稳定。第3页/共26页比例控制规律系统的闭环传递函数：带有P控制器的反馈控制系统:第4页/共26页积分控制规律 具有积分控制规律的控制器称为积分(I)控制器,其传递函数为:在控制系统中,采用积分控制器可以提高系统的型别,消除或减小稳态误差,使系统的稳态性能得到改善。输出信号和输入信号的关系：第5页/共26页积分控制规律 优点：积分控制器的输出是反映的输

3、入信号的积累，因此可以用来消除稳态误差。带控制器的系统输入输出示意图第6页/共26页积分控制规律 缺点：积分控制器的加入会影响系统的稳定性，使系统的稳定裕度减小。带有I控制器的反馈控制系统:第7页/共26页PI控制规律 PI控制的传递函数：PI控制器不但保持了积分控制器消除稳态误差的“记忆功能”，而且克服了单独使用积分控制消除误差时反应不灵敏的缺点输出信号和输入信号的关系：第8页/共26页PI控制规律三种控制作用的对比曲线第9页/共26页PD控制规律 PD控制的传递函数：输出信号和输入信号的关系：PD控制只在动态过程中才起作用，对恒定稳态情况起阻断作用。因此，微分控制在任何情况下都不能单独使用

4、。第10页/共26页PD控制规律微分控制使得系统的响应速度变快，超调减小，振荡减轻。这就是微分系统对动态过程的“预测”作用三种控制作用的对比曲线第11页/共26页PID控制规律 PID控制的传递函数：输出信号和输入信号的关系：第12页/共26页PID控制规律在低频段，主要是PI控制规律起作用，提高系统型别，消除或减少稳态误差；在中高频段主要是PD规律起作用，增大截止频率和相角裕度，提高响应速度。因此，控制器可以全面地提高系统的控制性能。PID控制器的频率特性第13页/共26页数字PID控制算法位置式PID控制算法:第14页/共26页数字PID控制算法增量式PID控制算法第15页/共26页常用的

5、数字PID控制系统单回路控制系统串级控制系统前馈反馈控制系统纯滞后补偿控制系统第16页/共26页PID控制的发展原因：在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定，难以建立精确的数学模型，常规的PID控制器不能达到理想的控制效果；原因：在实际生产现场中，由于受到参数整定方法烦杂的困扰，常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳，对运行工况的适应能力很差第17页/共26页PID控制的发展自适应PID控制智能PID控制模糊PID控制神经网络PID控制预测PID控制第18页/共26页混合动力汽车发动机转速PID 控制数字PID 控制器发动机转速控制系统基于响应特性的PID参数整定发动机转速控制试验第19页/共26页PID 控制基本原理PID 控制器原理时域模拟PID 控制：第20页/共26页PID 控制器的数字化第21页/共26页基本PID 控制器的几点改进变速积分微分项的改进抗饱和积分第22页/共26页基于响应特性的PID参数整定响应特性飞升曲线的参数整定第23页/共26页发动机转速控制试验未采用转速控制系统采用PID转速控制系统发动机阶跃响应曲线第24页/共26页 谢 谢 观 看第25页/共26页谢谢您的观看！第26页/共26页