增量式pid参数调整公式及策略.doc
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1、增量式pid参数调整公式及策略PID算法是工程控制领域常用的一种算法,其有着技术成熟,不需要建立数学模型,参数整定灵活,适用性强,鲁棒性强,控制效果好等优点,得到了广泛的应用,其参数整定对控制效果影响极大,针对增量式的PID的参数整定方法在现有的文献中较少涉及。PID分位置式PID和增量式PID两种,由于位置式PID控制的输出与整个过去的状态有关,用到了误差的累加值;而增量式PID的输出只与当前状态和前两状态的误差有关,因此位置式PID控制的累积误差相对更大,增量式PID输出的是控制量增量,如果微处理器出现故障,误动作影响较小,而执行机构本身有记忆功能,可仍保持原位,不会严重影响系统的工作,而
2、位置式的输出直接对应对象的输出,对系统影响较大,因此实际中增量式PID应用更加广泛。增量式PID控制增量式PID控制,数字PID控制算法的一种基本形式,是通过对控制量的增量(本次控制量和上次控制量的差值)进行PID控制的一种控制算法。增量式PID控制主要是通过求出增量,将原先的积分环节的累积作用进行了替换,避免积分环节占用大量计算性能和存储空间。增量式PID控制的主要优点为:算式中不需要累加。控制增量u(k)的确定仅与最近3次的采样值有关,容易通过加权处理获得比较好的控制效果;计算机每次只输出控制增量,即对应执行机构位置的变化量,故机器发生故障时影响范围小、不会严重影响生产过程;手动自动切换时
3、冲击小。当控制从手动向自动切换时,可以作到无扰动切换。由于增量式需要对控制量进行记忆,所以对于不带记忆装置的系统,只能使用位置式PID控制方式进行控制。增量式pid参数调整公式增量式PID控制根据位置式PID控制公式,写出n-1时刻的控制量:设得到令 为积分系数; 为微分系数,可以将上式简化为增量式PID控制算法当执行机构需要的不是控制量的绝对值,而是控制量的增量(例如去驱动步进电动机)时,需要用PID的“增量算法”。增量式PID控制算法可以通过(2-4)式推导出。由(2-4)可以得到控制器的第k-1个采样时刻的输出值为:由(2-6)可以看出,如果计算机控制系统采用恒定的采样周期T,一旦确定A
4、、B、C,只要使用前后三次测量的偏差值,就可以由(2-6)求出控制量。增量式PID控制算法与位置式PID算法(2-4)相比,计算量小得多,因此在实际中得到广泛的应用。位置式PID控制算法也可以通过增量式控制算法推出递推计算公式:(2-7)就是目前在计算机控制中广泛应用的数字递推PID控制算法。增量式PID控制算法C51程序/*=PID FunctionThe PID (比例、积分、微分) function is used in mainlycontrol applications. PIDCalc performs one iteration of the PIDalgorithm.While
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