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PID调节器是一种线性调节器,它根据给定值r(t) 与实际输出值c(t) 构成的控制偏差:4 l6 I9 {+ }' ^9 ^. s4 A5 g
e(t)=r(t)-c(t) .
, l; g5 ~) k9 p9 _(1.1)
% K6 f% c. V0 X) l4 s; A将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量,对控制对象进行控制,故称为) a( z& ~7 @: e1 ]
PID调节器。在实际应用中,常根据对象的特征. q$ G5 C( F' W9 ?
和控制要求,将P、I. D基本控制规律进行适当组合,以达到对被控对象进行有效控制的目的。例如,
0 J- q0 Y& C1 m3 m* W9 L% }P调节器,PI调节器,PID
1 Z8 l3 k3 t4 T* C+ d m4 [! o0 j9 p调节器等。
# A/ X# z6 O9 [模拟PID调节器的控制规律为0 W: A* r& x8 r1 w, T
u(t)= K ,[e(t) +:
" x# h5 y7 D# Q' Btie# G7 ~: {- S+ y
je(t)at +T。- @+ C7 \7 w4 R' t T g
de(t)
& Q/ Q$ V. I0 w! {# h4 O& B: g8 E5 A(1.2)$ J0 o9 d& u" g+ b% q. ?! M0 n$ w
式中,K, 为比例系数,T. 为积分时间常数,To 为微分时间常数。
( F$ y, e# q# q/ p2 d$ j简单的说,PID 调节器各校正环节的作用是:
' X) F% E0 u; i" k4 c; |0 p7 }(1)比例环节:即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t) ,偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用以减少偏差:$ ~4 ]- d! t! K) P5 |
(2)积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数
9 Q+ N" T* I O8 f/ x1 O& t" OT,T,越大,积分作用越弱,反之: T2 y; E8 w, S W) s8 H
则越强;9 x) D, ]8 b5 O) M
(3)微分环节:能反映偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号的值变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修; @1 [1 O% F \* E4 N4 G
正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间。
+ X3 L* _* T- w# i/ e* D- N& K由式1.2可得,模拟PID调节器的传递函数为( ]! [8 Z# s1 [- c$ P
D(S)
' h% g6 F' R$ h% p2 ?U(S)7 }7 i" A! [! K p7 r7 v3 k
Kp(1+-- +T.S)
+ U& R; p \. z/ V1 ~; s$ o(1.3). x+ \8 M) X2 W) V
E(S)$ D! s$ K' g0 @9 c% Z* m2 y
T.S
9 j8 j( ?, `6 G1 _& O6 W; l' R0 r8 k% [由于本设计主要采用数字PID 算法,所以对于模拟PID 只做此简要介绍。3 z) b+ m8 m8 Y. `3 J! o3 O
- e+ Y6 W! q4 h) }5 r$ J' X) y& p2 R* }2 o
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