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PID增量式算法8 V6 {4 y1 m; |, E* o, x; O
离散化公式:5 ~! w2 ^" d, f+ I- t" F
山(k)= u(k)- uU(k-1)4 R7 Y6 k+ [, o$ |( [' C
(u()=l(-1(-1)]Kie()+Kld[()-2(k-1)+e(k-2]
3 ?# h& r( K6 A3 x5 y; y% F! x x进一步可以改写成
7 m* \! x) q5 ?. o8 m! W4 X(()=+()-Be(x-1)Ce(-2)
) |5 n, u+ t6 M" J/ p对于增量式算法,可以选择的功能有
: u/ {" `6 X% z6 ?/ a, h5 a(1)滤波的选择
2 V) k( m+ n2 j9 B2 s7 P7 }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6 R0 H/ f2 E4 v
延迟的缓变量。
6 Q' A* A5 R: t) P0 A/ k5 x3 a/ {(2) 系统的动态过程加速
' I5 \8 _8 v6 W* d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,# t$ j* o' s, T ?& P
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。- w3 _/ b I# l( }3 e
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) C( i$ u% P0 \# b; _
避免了积分超调以及随之带来的振荡,
2 s" H; {6 f6 d9 p6 O3 M这显然是有利于控制的。但如果 被控量远未接近给定
% X" \/ P) W! q5 x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。
* }7 S @+ F2 T3 H为了加快开始的动态过程,我们可以设定- -个偏差范围8 G8 a. |8 \, g" } q
v,当偏差|e(t)(<时, 即被控3 }% X2 L3 N0 V1 X
量接近给定值时,就按正常规律调节,而当8 i: Y1 G3 U% Y- b: n. J
le()>=时, 则不管比例作用为正或为负,都
2 {8 c/ A/ T4 q2 x/ z* u; g使它向有利于接近给定值的方向调整,即取其值为: b- u! u, ^2 ~; u9 i: O1 h# v
l()-e(t-1)|,其符号与积分项一致。利用$ U' t7 w, {8 c$ s P- c
这样的算法,可以加快控制的动态过程。
! X! o" V% D. B/ ?+ s& N(3)PID增量算法的饱和作用及其抑制2 \( E& c$ n* s( U* \" @
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
( s0 s! _( u6 o: \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,' O) X4 ~- l8 @
如果该值超过了执
# I* L! a: g$ U ?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,
% f* D% z, Q! _1 u3 \' U- d$ Q多余的部分将% k% i, M/ ^0 y" t# F
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。4 j4 Q5 s& H& C0 C1 x+ S
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/ z3 w, q# O0 \ _" x' h
分积累起来,而一旦可能时,再补充执行。
% Y' x% p3 \( R4 Q9 M' H% G* ~0 O7 `PID位置算法
' D! O8 f" ^+ V- P* b* z9 B3 J. M高散公式:
. j# C9 g8 N; |) s* d7 C& HU(k)=Kp"e(k) +Ki"
( U% s/ Q" p+ }5 y之(街)
+ o$ P2 u G; i, q5 _, d% n, n+Kd'[e(k)-e(k-1]3 x% X9 P3 f1 f2 f: ]
对于位置式算法,可以选择的功能有:5 s) i' J) w8 N% ~& X
a.滤波:同上为-阶惯性滤波: l3 ], S$ Z2 h1 G
b.饱和作用抑制:" ^+ L+ j+ \+ p. ]
1 ^4 G- P$ U0 `
: @8 N5 @5 `7 R1 o. o7 s( o
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