积分饱和现象与抗积分饱和的措施精品.ppt

积分饱和现象与抗积分饱和的措施 积分饱和现象 积分饱和现象 抗积分饱和的措施 ①限制PI调节器的输出 uPI设定限值时， uPI=umax 结果：这样有可能在正常操作中不能消除系统的余差 ②积分分离法 e设定限值时，改用纯P调节 结果：既不会积分饱和又能在小偏差时利用积分作用消除偏差 ③遇限削弱积分法 uPI设定限值时，只累加负偏差，反之亦然 结果：可避免控制量长时间停留在饱和区 PID积分饱和的分析 由PID 反馈网络组成的调节器, 其框图如1 PID积分饱和的分析 PID积分饱和的分析 PID积分饱和的分析 为了达到消除积分饱和, 我们设计了一种 预置比较电路, 可以分别采用积分分离法和 PID 分离法, 通过各自不同的配接, 利用自选 预置电压超前控制的方法, 实现PID 调节抗积 分饱和的目的 PID抗积分饱和的实现 抗积分饱和电路由预置电路、可调滞后比较电路和功率放大电路组成。图3, 是该电路原理图。图4; 中标出了该电路在PID 调节器上的两种不同的配接方法2种不同的配接方法 PID抗积分饱和的实现 PID抗积分饱和的实现 PID抗积分饱和的实现 PID抗积分饱和的实现 PID抗积分饱和的实现 基本工作原理: 基本工作原理: 基本工作原理: 由于我们引入了积分分离法和PID 分离法用以抗积分泡和为目的, 即在被控量开始跟踪时, 取消了积分作用, 使比例项迅速跟踪偏差变化。当被控量接近设定值时, 再将积分(或PID) 加入, 缩短达到稳定的时间, 彻底消除了单劲PID , 起到了积分校正的预期效果。在工业参数测量和控制中, 改善了系统的动态特性, 史重要的是失善和有效地发挥了PID 调节器的调节劝能。经实际测试, 系统的控制品质指标均有明显改善。图5是积分分离法和PID分离法动态响应曲线图。 基本工作原理: PID控制器为什么要抗积分饱和 当系统存在一个方向的误差时，由于积分的累加作用会使控制量一直增大，可能会使控制量达到执行器的执行阈值，如果此时误差的方向发生改变，控制量会逐渐减小，控制量也会退出饱和区，执行器也会在阈值内执行；如果此时误差方向还是没有改变，控制量会继续增大但是执行器会一直保持在阈值，此时控制量就进入了饱和区。进入饱和区越深，退出饱和区时间就会越长，在饱和区时执行器会一直在阈值位置，如果误差发生反向，执行器不会立刻有反应，控制量会慢慢减小，等执行器推出饱和区才会有反应。这样就会使控制的动态响应变差，控制性能变差。 PID控制器为什么要抗积分饱和 抗积分饱和算法 若 u(k-1)Umax，只累加负的误差；若u(k-1)Umin ，只累加正的误差。这样就可以避免积分饱和现象。