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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 ?% w! ~$ j1 Y3 ?3 Y6 k" {3 E3 `2 Z
e(t)=r(t)-c(t) ." }% I9 }' D- y% j
(1.1)
9 G" Q9 h0 n" r, e2 J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+ U( C$ l$ d! V! K, L
PID调节器。在实际应用中,常根据对象的特征
" {+ O- G- e& ?# V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,
# u; `( Z3 S( S1 M# fP调节器,PI调节器,PID
2 O& g5 b/ ]" O& e; w调节器等。9 Y) V. G+ W# ^
模拟PID调节器的控制规律为
0 s+ a( t4 Z- h1 ju(t)= K ,[e(t) +:
; L; S5 t# Q$ Z: Q( p1 ktie
9 \1 {: Q, z0 j( S" wje(t)at +T。5 P- v' p; m, q. A
de(t)$ l! P" L d( \, C9 c
(1.2)
) Y- i7 E) b+ ~* ?4 {+ B式中,K, 为比例系数,T. 为积分时间常数,To 为微分时间常数。
" u p9 o; l- c- ~9 }简单的说,PID 调节器各校正环节的作用是:7 Y9 ^$ x! {' @$ r" e! w- p
(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:! B0 T4 R ~. I. |2 L4 k
(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. c4 X: ?+ k2 K! D2 C) [/ x4 }7 `
T,T,越大,积分作用越弱,反之2 X, M j- X2 C# k8 {
则越强;" }5 W9 P% E$ t/ o: l
(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/ B2 k- f2 i+ d" Y B2 e$ v
正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间。% \# g( f0 E h4 ~5 v' b! u6 _) f
由式1.2可得,模拟PID调节器的传递函数为
3 b1 [: J' v) l+ [ n3 m6 uD(S)( g% v; A( A/ }# G1 f, ~/ V
U(S)
; ~0 c! s8 M4 F# rKp(1+-- +T.S)
9 m, }) q9 A% h0 l+ u; u# u(1.3)
) \3 ~. e Z1 d6 w7 A% T r6 o1 r2 {E(S), D) a% v5 j. N6 V. a
T.S
: u0 s- J! D' ?. P' f5 z: t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。# Z: w. D6 g. u. n4 i
& `& |7 l z% e2 c
! b' Z7 O0 I! C# v8 \ |
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