不完全微分PID算法

不完全微分PID算法《计算机控制技术》讨论课1PID控制器的结构简单，参数易于通过编制计算机语言实现调整，在长期应用中已积累了丰富的经验。2执行机构都存在一个线性工作区。在此线性区内，它可以线性地跟踪控制信号，而当控制信号过大，超过这个线性区，就进入饱和区或截止区，其特性将变成非线性特性。从而使系统出现过大的超调和持续振荡，动态品质变坏。3微分控制器根据偏差变化的趋向进行控制，它能够预测偏差，产生超前的校正作用，有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定。4对于具有高频扰动的生产过程，由于标准PID控制算式中的微分作用过于灵敏，导致系统控制过程振荡，降低了调节品质。特别是，对每个控制回路计算机的输出是快速的，而执行机构的动作需要一定的时间。如果输出值较大，在一个采样时间内执行机构不能到达应到的位置，会使输出失真。5串接一个低通滤波器（一阶惯性环节）来抑制高频影响，形。成不完全微分PID控制算法由于微分作用容易引进高频干扰，因此，可以串接一个低通滤波器（一阶惯性环节）来抑制高频影响。低通滤波器的传递函数为：11)(sTsGffu(t)U(s)u1(t)U1(s)e(t)E(s)PIDGf(s)不完全微分PID控制器如上图模拟PID控制器的微分方程]dtdT(t)dt1[e(t)K(t)e(t)0D1p1teTuLOGO设数字微分调节器的输入为单位阶跃序列只在第一个采样周期里起作用不能按照偏差变换的趋势在整个调节过程中起作用。微分作用在第一个采样周期时作用很强，容易溢出。1ke普通的数字调节器普通的数字调节器的微分作用LOGO不完全微分PID算法能抑制高频干扰数字控制器输出的微分作用能在各个采样周期按照误差变化的趋势均匀地输出改善了系统的系能。不完全数字PID输出控制曲线图一：不完全微分PID算法输出控制曲线图二：普通PID算法输出控制曲线10在第一个采样周期里不完全微分数字控制器的输出比完全微分数字控制器的输出幅度小得多，而且控制器的输出十分近似于理想的微分控制器。计算得：11UPDATES能够抑制控制系统的高频干扰，有效地改善干扰对系统的影响。改善系统的动态性能，提高了系统的控制精度。比较输出控制曲线不完全微分PID算法复杂计算机控制技术谢谢观赏