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PID增量式算法( s z2 R- l U
离散化公式:
) D2 `7 E, Z6 J3 I山(k)= u(k)- uU(k-1)
2 B; x7 ?0 D0 R3 R* M(u()=l(-1(-1)]Kie()+Kld[()-2(k-1)+e(k-2]
9 B5 Y" V4 B: a' G3 {4 U进一步可以改写成& @* E+ X: v6 M. G" h8 [1 L J
(()=+()-Be(x-1)Ce(-2)
2 u# ^' M; V5 R- c4 @! S对于增量式算法,可以选择的功能有
" a5 J5 R, L# F7 V3 n7 ?# j$ ~(1)滤波的选择
( u' O7 g" t9 C: L; B* F& U7 b可以对输入加一一个前置滤波器,使得进入控制算法的给定值不突变,而是有- -定惯性1 y$ B7 D. R- d9 M7 F0 D! c
延迟的缓变量。
0 J7 T/ H3 }3 [% J(2) 系统的动态过程加速( @; n* D; g$ @3 [
在增量式算法中,比例项与积分项的符号有以下关系:如果被控量继续偏离给定值,/ j6 V, m0 E4 @, \) U# R
则这两项符号相同,而当被控量向给定值方向变化时,则这两项的符号相反。( G5 t2 P5 Y5 `! u, R
由于这一性质,当被控量接近给定值的时候,反号的比例作用阻碍了积分作用,因而
6 [* b9 }0 z6 j避免了积分超调以及随之带来的振荡,
& T2 U" M' O% B$ o4 B" V( Y这显然是有利于控制的。但如果 被控量远未接近给定, m9 C1 l3 k3 \! E( i" D6 Z5 ~
值,仅刚开始向给定值变化时,由于比例和积分反向,将会减慢控制过程。
( u @, }* n/ M5 a: S' p1 O6 ~8 J为了加快开始的动态过程,我们可以设定- -个偏差范围6 R; Q; ^3 C8 H
v,当偏差|e(t)(<时, 即被控
9 M& w% N. p3 M8 n! d# W9 d量接近给定值时,就按正常规律调节,而当
% U3 ?, e& o" @1 x8 a# hle()>=时, 则不管比例作用为正或为负,都
" A/ d/ i/ I6 B/ N: g使它向有利于接近给定值的方向调整,即取其值为
$ k4 n. W' d# N8 H# xl()-e(t-1)|,其符号与积分项一致。利用
0 ~0 R/ S6 O7 P这样的算法,可以加快控制的动态过程。
* |* _, a( w" _2 K; L: c/ U(3)PID增量算法的饱和作用及其抑制& c6 K, o# F4 W
在PID增量算法中,由于执行元件本身是机械或物理的积分储存单元,如果给定值发% T+ z8 q! t- c6 u- ^$ E
生突变时,由算法的比例部 分和微分部分计算出的控制增量可能比较大,: k- g" [$ J F! a3 @, q* J
如果该值超过了执4 X v2 Y+ { a% S8 U% E6 l, B5 q- W
行元件所允许的最大限度,那么实际 上执行的控制增量将时受到限制时的值,
. @" A& }$ z( x' p多余的部分将( e9 J7 M7 Q8 }. L: D* ?
丢失,将使系统的动态过程变长,因此,需要采取- -定的措施改善这种情况。3 ?. u( t$ M& D
纠正这种缺陷的方法是采用积累补偿法,当超出执行机构的执行能力时,将其多余部5 D: e2 J z7 [/ n* H( {$ s
分积累起来,而一旦可能时,再补充执行。3 k2 u( g t7 T7 A& A, x. k7 F
PID位置算法
u r" l' p* `: m( \& i1 m* ?高散公式:5 h: D- Z$ b; u# r
U(k)=Kp"e(k) +Ki"' G7 | `+ k" F6 E: m
之(街)
# [& v3 \" ~# j+Kd'[e(k)-e(k-1]' B9 W ~8 k8 u- w7 |/ h
对于位置式算法,可以选择的功能有:
, M1 R/ G( m2 `' m+ qa.滤波:同上为-阶惯性滤波
# E5 P; V* t5 R: X8 [# j' e2 eb.饱和作用抑制:% P2 R9 A, M: K/ l: P7 s/ z
* `" h$ p2 }! g; G% R/ v
0 z, v t7 k% T6 P0 J# B. C |
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