增量式pid调节方式有何优点_增量式PID的“假抗饱和”性
眾所周知,PID的一般結(jié)構(gòu)如圖所示:
它是一種線性控制器:
根據(jù)給定值
與實(shí)際輸出值 構(gòu)成控制方案: 。三個(gè)環(huán)節(jié):
比例環(huán)節(jié):成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)
,偏差一旦產(chǎn)生,控制器立即產(chǎn)生控制作用,以減小偏差。積分環(huán)節(jié):主要用于消除靜差,提高系統(tǒng)的無(wú)差度。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)
, 越大,積分作用越弱,反之則越強(qiáng)。微分環(huán)節(jié):反映偏差信號(hào)的變化趨勢(shì),并能在偏差信號(hào)變得太大之前,在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào),從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度,減少調(diào)節(jié)時(shí)間。
然而,隨著對(duì)控制性能和精度要求越來(lái)越高,MCU等單片機(jī)的價(jià)格也一直在下行,現(xiàn)在的控制不再采用由運(yùn)算放大器構(gòu)成的PID形式,而是采用MCU來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。但MCU是離散的,這也是數(shù)字控制的一大特點(diǎn)吧,用一系列采樣點(diǎn)去等效連續(xù)波形。
因此,需要對(duì)
進(jìn)行離散化。離散化有很多種方式,常用的有前向差分、后向差分等。這里,以常用的后向差分為例介紹:其中,T為采樣周期。
位置式離散PID
增量式離散PID
由于采樣會(huì)帶來(lái)偏差,微分會(huì)引入信號(hào)失真,因此,一般很少用微分,僅使用PI控制。
位置式PI涇渭分明,P、I三個(gè)環(huán)節(jié)獨(dú)立作用,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,需要保留k-1節(jié)拍的積分輸出值。
增量式PI只需要保留k-1節(jié)拍的輸出值,以及k-1節(jié)拍的誤差,即可輸出當(dāng)前節(jié)拍(k節(jié)拍)的值。
但需要對(duì)PI的輸出進(jìn)行限幅,當(dāng)輸出
超過(guò) ,便以 限制輸出。需要說(shuō)明的是增量式僅需要對(duì)輸出限幅,位置式需要對(duì)積分和輸出都限幅,否則,輸出飽和時(shí),積分輸出大于飽和,積分退飽和時(shí)間長(zhǎng),引起輸出退飽和時(shí)間也長(zhǎng)。因此,對(duì)積分輸出限幅,也是一種比較簡(jiǎn)單的抗飽和方式。好了,今天先更新到這里,題目涉及的主要的東西還沒(méi)講。
總結(jié)
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