网站建设吴中区,基础建设基金有哪些,网站地图有什么作用,贵阳网上注册公司流程作业一PID控制器引言在实际的过程控制与运动控制系统中#xff0c;PID家族占据有相当的地位#xff0c;据统计#xff0c;工业控制的控制器中PID类控制占有90%以上。PID控制器是最早出现的控制器类型#xff0c;因为其结构简单#xff0c;各个控制器参数有着明显的物理意义…作业一PID控制器引言在实际的过程控制与运动控制系统中PID家族占据有相当的地位据统计工业控制的控制器中PID类控制占有90%以上。PID控制器是最早出现的控制器类型因为其结构简单各个控制器参数有着明显的物理意义调整方便所以这类控制器很受工程技术人员的喜爱。(1)什么是PID控制(Proportional-Integral-Derivative Controller)PID控制是由反馈系统偏差的比例、积分和微分的线性组合构成的反馈控制。又称为三态控制器( three-mode control )主要用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统 。控制器分为模拟和数字控制器两种(模拟PID控制器通常是电子、气动或液压型的。(数字PID控制器是由计算机实现的。(2)PID控制原理常规的模拟PID控制系统原理图如图所示。该系统由模拟PID控制器和被控对象组成。图中r(t)是给定值y(t)是系统的实际输出值给定值与实际输出值构成控制偏差e(t)e(t)r(t)-y(t)e(t)作为PID控制的输入u(t)作为PID控制器的输出和被控对象的输入。理想模拟PID控制器的输出方程式为(1)式中u(t)是PID控制器的输出信号e(t)是PID控制器的输入信号也就是系统的误差信号。Kp称为比例系数Ti、Td分别称为积分和微分时间常数。对(1)式作拉式变换可以得到传递函数(2)式中Ki为积分系数Kd为微分系数。PID控制器中的三项控制作用是相互独立的工程应用时可以根据被控对象特性和负荷扰动情况以及控制性能要求对PID三项控制作用进行组合构成所需要的控制律比如比例(P)控制、比例积分(PI)控制、比例微分(PD)控制以及三项(PID)控制。(3)PID控制器对控制系统的作用1. 增加比例系数可加快系统的响应速度减小稳态误差但比例系数太大会影响系统的稳定性。2.积分时间常数越小积分作用越强。积分控制作用可以消除系统的稳态误差但积分作用太大会使系统的稳定性下降。3.微分时间常数越大微分作用越强。微分作用能够反映误差信号的变化速度。误差信号变化速度越大微分作用越强从而有助于减小震荡增加系统的稳定性。但是,微分作用对高频噪声信号(不管幅值大小)很敏感。如果系统存在高频小幅值的噪音则它形成的微分作用可能会很大这是不希望出现的。(4)比例积分微分(PID)控制器PID控制器是一种滞后-超前校正装置。在低频区主要是PI控制器起作用用以提高系统型别消除或减小稳态误差在中、高频区主要是PD控制器起作用用以增大幅值穿越频率和相位裕度提高系统的响应速度。因此PID控制器可以全面地提高系统的性能。PID控制器参数与系统时域性能指标间的关系PID控制器参数选择的次序①比例系数②积分系数③微分系数。(5)数字PID控制器设计※数字PID控制算法在计算机控制系统中使用的是数字PID控制器数字PID控制算法通常又分为位置式PID控制算法和增量式PID控制算法。1、位置式PID控制算法由于计算机控制是一种采样控制它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量因此式(1)中的积分和微分项不能直接使用可将需要对它采用数值逼近的方法将连续形式的微分方程变为离散形式的差分方程。利用模拟控制器离散化方法将上式离散化采用向后差分变换法得到理想数字PID控制器的Z传递函数。(3)T为采样周期 和 分别为积分和微分系数。将前式化为差分方程即为理想数字PID控制算法
