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由模拟电路构成的PID控制器以及参数计算
主讲:廖礼江
主要内容
1、PID控制原理
2、PID参数整定
3、PID参数整定实例
4、PID 参数整定的发展趋势展望
1、PID控制原理
PID参数整定分类(一)
研究方法:基于频域的PID 参数整定方法和基于时域的PID 参数整定方法
发展阶段:常规PID 参数整定方法和智能PID 参数整定方法
被控对象个数:单变量PID参数整定方法和多变量PID参数整定方法
控制量的组合形式:线性PID 参数整定方法和非线性PID参数整定方法
PID参数整定分类(二)
1、辨识法(理论方法)
2、规则法(工程方法)
辨识法
1、经典
极点配置原理
零极点相消原理
幅相裕度法
2 现代
最优化方法
线性二次型指标
极点配置法
Astrom 在Wellstead 工作的基础上提出来的,它的出发点不是去极小化某一性能指标函数(如使输出误差方差最小) 以使闭环控制系统达到预期的响应,而是通过对闭环系统的极点按工艺要求进行配置,来达到预期的控制目的。这种方法适用于二阶或二阶以下的对象,因为在用于二阶或二阶以下对象的情况时,由于在线辨识的参数不多,故能获得期望的动态响应。
零极点相消原理
是由Astrom 首先提出的,它的基本思想是利用调节器传递函数中的零极点抵消被控对象传递函数的某些零极点,从而使整个闭环系统工作在期望的状态上。采用零极点相消原理,要求过程必须是二阶加纯滞后对象,而且要求传递函数的分子项中常数项不为零。
幅相裕度法
是利用幅值裕度和相角裕度整定PID 参数,这能使系统具有良好的控制性能和鲁棒性能。
性能指标
1/4衰减振荡
绝对误差的积分最小
误差平方的积分最小
时间与绝对误差乘积的积分最小