改進(jìn)的PID算法
出處:jqlilee 發(fā)布于:2008-10-27 15:47:11
1)不完全微分PID算法。在PID控制中,微分信號(hào)的引入可改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,但也易引起高頻干擾,在誤差擾動(dòng)突變時(shí)尤其顯出微分項(xiàng)的不是。若在控制算法中加人低通濾波器,則可使系統(tǒng)性能得到改善??朔鲜鋈秉c(diǎn)的方法之一,是在PID算法中加入一個(gè)一階慣性環(huán)節(jié)(低通濾波器)
,可使系統(tǒng)性能得到改善。
不完全微分PID的結(jié)構(gòu)如圖所示,其中圖a是將低通濾波器直接加在微分環(huán)節(jié)上。本系統(tǒng)采用圖a的方法,可以有效抑制干擾信號(hào)的影響,改善系統(tǒng)性能。

圖 不完全微分PID結(jié)構(gòu)
2)積分飽和及抑制。在實(shí)際過程中,控制變量乙因受到執(zhí)行元件機(jī)械和物理性能的約束而控制在有限范圍內(nèi),即umin≤u(k)≤umax。如果由計(jì)算機(jī)給出的控制量形在上述范圍內(nèi),那么控制可以按預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行。一旦超出上述范圍,那么實(shí)際執(zhí)行的控制量就不再是計(jì)算值,由此將引起不期望的效應(yīng)。
①遇限削弱積分法。一旦控制變量進(jìn)入飽和區(qū),將只執(zhí)行削弱積分項(xiàng)的運(yùn)算而停止進(jìn)行增大積分項(xiàng)的運(yùn)算。具體地說,在計(jì)算u(k)時(shí),將判斷上一時(shí)刻的控制量u(k)是否已超出限制范圍。如果已超出,那么將根據(jù)偏差的符號(hào),判斷系統(tǒng)輸出是否在超調(diào)區(qū)域,由此決定是否將相應(yīng)偏差計(jì)人積分項(xiàng)。在三閉環(huán)控制程序的速度環(huán)中就應(yīng)用了這個(gè)方法。
?、诜e分分離法。減小積分飽和的關(guān)鍵在于不能使積分項(xiàng)累積過大。上面的修正方法是一開始就積分,但進(jìn)人限制范圍后即停止累積。這里介紹的積分分離法正好與其相反,它在開始時(shí)不進(jìn)行積分,直到偏差達(dá)到一定的閾值后才進(jìn)行積分累計(jì)。這樣,一方面防止了一開始有過大的控制量;另一方面即使進(jìn)入飽和后,因積分累積小,也能較快退出,減少了超調(diào)。
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