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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:
6 n4 k6 X0 p7 z3 i9 Te(t)=r(t)-c(t) .
0 y4 A: [ h5 C. p' W(1.1)3 K! Q, f" l a5 X* t- B5 n
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
; G- A6 |5 \; d$ ^, k: z) GPID调节器。在实际应用中,常根据对象的特征: x X( k0 j. s W$ L$ @
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,) {4 M# D) B8 J5 I( t
P调节器,PI调节器,PID) M; z4 {5 d% U: ^- Y
调节器等。
7 ?0 d# B2 Y6 c) C: Q模拟PID调节器的控制规律为% H( K1 a. E* @7 a4 z
u(t)= K ,[e(t) +:
9 A7 v1 G; N/ e! ?# I4 \tie" Q# l* V5 v# V! P; Q( s
je(t)at +T。
1 E( }) \/ X; A! cde(t) c' o; G9 N1 H4 c0 f8 N# j9 s
(1.2)5 p4 V4 D; E% Q: B: [$ g3 [' I
式中,K, 为比例系数,T. 为积分时间常数,To 为微分时间常数。
~1 y1 W7 _7 `1 j! A简单的说,PID 调节器各校正环节的作用是:) o7 t9 b+ N7 [/ k
(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:
" Y9 |: D: A- a(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
/ I) G* I: u4 v7 DT,T,越大,积分作用越弱,反之
) p" G( |, \9 m则越强;% m/ f& L4 p( @
(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' n) t8 m( j7 J& X* m
正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间。/ t9 P) m* v! p: M3 M. U
由式1.2可得,模拟PID调节器的传递函数为/ }+ _0 u5 D8 `4 P9 f
D(S): I7 J v3 D' P3 a( j
U(S)
" E/ I9 { L# Z5 n0 m! cKp(1+-- +T.S)
8 `: H4 V9 ^6 @8 g0 B5 x(1.3)+ H( N+ p3 {2 D$ r5 d" X
E(S)
; H: d, X" W& u; ^T.S
; C' E4 K, z& v3 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。# i4 c8 y5 q+ g0 }; v$ l7 Q# P
0 z( P+ B; H A
3 ` e' G5 b) F$ p |
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