PID控制算法
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- PID控制算法PID(Proportional Integral Differential)控制是比例、積分、微分控制的簡(jiǎn)稱。在自動(dòng)控制領(lǐng)域中,PID控制是歷史最久、生命力最強(qiáng)的基本控制方式。
PID控制器的原理是根據(jù)系統(tǒng)的被調(diào)量實(shí)測(cè)值與設(shè)定值之間的偏差,利用偏差的比例、積分、微分三個(gè)環(huán)節(jié)的不同組合計(jì)算出對(duì)廣義被控對(duì)象的控制量。圖1是常規(guī)PID控制系統(tǒng)的原理圖。
其中虛線框內(nèi)的部分是PID控制器,其輸入為設(shè)定值 與被調(diào)量實(shí)測(cè)值 構(gòu)成的控制偏差信號(hào) :
= - (1)
其輸出為該偏差信號(hào)的比例、積分、微分的線性組合,也即PID控制律:
(2)
式中, 為比例系數(shù); 為積分時(shí)間常數(shù); 為微分時(shí)間常數(shù)。
根據(jù)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性和控制要求的不同,式(2)中還可以只包含比例和積分的PI調(diào)節(jié)或者只包含比例微分的PD調(diào)節(jié)。下面主要討論P(yáng)ID控制的特點(diǎn)及其對(duì)控制過程的影響、數(shù)字PID控制策略的實(shí)現(xiàn)和改進(jìn),以及數(shù)字PID控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制參數(shù)的整定等問題。
1.PID控制規(guī)律的特點(diǎn)
(1)比例控制器
比例控制器是最簡(jiǎn)單的控制器,其控制規(guī)律為
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