数字PID控制的实现技术.ppt

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PID算法的实现技术
目的:掌握数字PID控制算法在工程应用中的实现技术,包括采样周期、字长的选取,无扰切换与抗积分饱和算法,控制器的正反作用方式等等。
数字PID控制的位置式与增量式算法;
数字PID控制器采样周期的选取;
数字PID控制器的正、反作用方式;
数字PID控制器积分字长的确定;
过程输入约束及PID抗积分饱和算法;
控制器的手动、自动无扰切换。
§2-1:位置式与增量式算法
一、基本PID的位置型离散表达式
T-采样周期,k-采样序号kT-n
(1)
二、增量式数字PID控制算法
(n-1)时刻
(1)-(2)
(2)
增量式数字PID控制算法
增量式算法的控制器结构举例:
位置式与增量式算法的对比
,或反映执行器特性的内部执行器模型输出,则不会发生积分饱和现象;并且由MAN模
式切换到AUTO模式时,易于实现无扰.
。因为比例、微分项除了在设定值改变后的一个周期内与设定值有关外,其它时间均与设定值无关;尤其是微分先行、比例先行算法更是如此。这样,
被控过程会漂离设定点
§2-2:采样周期的选择
香农“采样定理”基于如下两点假设:
(1)原始信号是周期的;
(2)根据在无限时域上的采样信号来恢复原始信号。
例如:
采样周期的选择
在实时采样控制系统中,则要求在每个采样时刻,以有限个采样数据近似恢复原始信号,所以不能照搬采样定理的结论。
采样周期的选取要考虑以下几个因素:
;
;
(信噪比小,采样周期就要大些)。
“正反作用”方式曲线描述
图示: