改进pid控制算法.ppt

数字PID算法的改进
常用数字PID的几种改进算法：
积分分离PID控制算法
遇限削弱积分PID控制算法
不完全微分PID控制算法
微分先行PID控制算法
带死区的PID控制算法
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现象：一般的PID,当有较大的扰动或大幅度改变设定值时，由于短时间内大的偏差，加上系统本身具有的惯性和滞后，在积分的作用下，将引出现起系统较大的超调，甚至是振荡。
人为设定一阈值
积分分离措施：
当 时，即偏差比较大时，采用PD控制
当 时，即偏差比较小时，采用PID控制
总结：普通分离算法：大偏差时不积分——积分“开关”控制
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积分分离值的确定原则
图 不同积分分离值下的系统响应曲线
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基本思想：当控制进入饱和区以后，便不再进行积分项的累加，而只是执行削弱积分的运算。
方法：在计算u（k）时，先判断u（k-1）是否 已
超出限制值，
若u（k-1）>umax，则只累加负偏差；
若u（k-1）<umax，则累加正偏差。
优点：可以避免控制量长时间停留在饱和区。
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问题引出：
1）对有高频扰动的生产过程，微分作用响应过于敏感，易引起振荡，降低调节品质；
2）执行需要时间，而微分输出短暂，结果是执行器短时间内达不到应有开度，使输出失真。
解决：
在PID算法中加入一个一阶惯性环节，构成不完全微分PID控制。
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PID输出控制作用比较
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4．微分先行PID控制算法
问题引出：
给定值的升降会给控制系统带来冲击，如超调量过大，调节阀动作剧烈。
解决：
采用微分先行的PID控制算法。
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微分先行PID控制结构图
＋
－
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微分先行PID控制算法和基本PID控制的不同之处在于：
微分，不对
微分
这样，在改变给定值时，输出不会改变，而被
控量的变化，通常总是比较缓和的。
只对输出量
给定值
注意：这种输出量先行微分适用于给定值频繁
升降的场合，可以避免给定值升降时所引起的
系统振荡，明显地改善系统的动态特性。
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该算法是在原PID算法的前面增加一个不灵敏区的非线性环节来实现的，即 式中，s为死区增益，其数值可为0，，，1等，
注意：死区是一个非线性环节，不能象线性环节一样随便移到PID控制器的后面。

提出：某些系统为了避免控制动作的过于频繁，消除由于频繁动作所引起的震荡，可采用带死区的PID控制。
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