数字PID控制算法(原创).课件.ppt

**PID参数的整定方法采样周期的确定方法有两面种方法：计算法和经验法。计算法由于比较复杂，特别是被控系统各环节时间常数难以确定，所以工程上用的比较少。工程上应用最多的还是经验法。所谓经验法实际是一种凑试法。即根据人们在工作实践中积累的经验以及被控对象的特点、参数，先粗选一个采样周期T，送入计算机控制系统进行试验，根据对被控对象的实际控制效果，反复改T，直到满意为止。经验法所采用有采样周期，如下表所示。**6.5PID参数的整定方法被测参数采样周期说明流量1—5优先选用1—2s压力3—10优先选用6—8s液位6—8优先选用7s温度15—20或纯滞后时间，串级系统：副环T=1/4—1/5T主环成分15—20优先选用18s表6-1采样周期的经验数据**PID调节器参数对控制性能的影响（1）比例控制参数Kp对系统性能的影响对动态特性的影响：比例控制Kp加大，使系统的动作灵敏提高，速度加快，Kp偏大，振荡次数加多，调节时间加长。当Kp太大时，系统会趋于不稳定。若Kp太小，又会使系统的动作缓慢。对稳态特性的影响：在系统稳定的情况下，加大比例控制Kp，可以减小稳态误差，提高控制精度，但加大Kp只是减少稳态误差，却不能完全消除误差。不同Kp对动态性能的影响**PID调节器参数对控制性能的影响（2）积分控制参数Ti对控制性能的影响对动态特性的影响：积分控制Ti通常使系统的稳定性下降。Ti太小系统将不稳定；Ti偏小，振荡次数较多；Ti太大，对系统性能的影响减少。对稳态特性的影响：积分控制Ti能消除系统的稳态误差，提高控制系统的控制精度。但是若Ti太大时，积分作用太弱，以至不能减小稳态误差。积分控制Ti对控制性能的影响**6.5PID参数的整定方法PID调节器参数对控制性能的影响（3）微分控制参数Td对控制性能的影响微分控制可以改善动态特性，如超调量减少，调节时间缩短，允许加大比例控制，使稳态误差减小，提高控制精度。当Td偏大或偏小时，都会使超调量较大，调节时间较长，只有Td合适时，可以得到比较满意的过渡过程。微分控制Td对控制性能的影响**试凑发：只调整比例部分：比例系数由小到大调节，得到响应快，超调小的曲线在调整积分部分：积分常数由到小选取，消除静差最后加入积分环节：增加系统动态性能**第6章小结一、在这一章里，重点介绍了两种最基本的PID算法：（1）位置型PID；（2）增量型PID。数字PID算法是在模拟PID算法的基础上，用差分方程代替连续方程，所以模拟PID算法中许多行之有效的方法都可以用到数字PID运算中。如数字PID的参数整定方法源于模拟PID算法。但要有一个前提，即采样周期足够小。在这种情况下，采样系统的PID就非常接近于连续系统的模拟PID控制。二、讨论了改进型PID算法随着计算机控制技术的发展，使数字PID控制得到了很大的发展，介绍的改进型PID算法就是有代表性的几种。这些算法既适用于增量型，也适用于位置型，算法的选用主要取决于执行机构。**第6章小结在这些改进型算法中，变速积分是目前最好的数字PID算法之一。因为积分分离式数字PID对积分的取舍是根据一个极限值，属于开关控制，而变速积分则是线性控制，因而得到了广泛的应用。不完全微分法虽然比较复杂，但其控制特性良好，因此它的应用越来越广泛。除了本章介绍的几种改进型PID算法外，还有一些其他算法，如微分先行PID算法；当给定值发生突变时，对控制量进行阻尼的算法；带史密斯（Smith）预测器的补偿PID算法等。在某些控制系统中，为了使调节品质更佳，可以同时采用两种以上方法，如采用变速积分和不完全微分法。三、介绍了几个PID数字控制的实际问题此外，6.3节介绍了几种用计算机实现PID数字控制的实际问题，这些都是容易被易视，但在实际应用中又不得不解决的问题，一定要给予足够的重视。**第6章小结四、PID控制法在不断的发展可