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浅析位置式PID与增量式PID算法

2016-1-15 18:35:33 8479

0 位置式PID与增量式PID算法通常依据控制器输出与执行机构的对应关系，将基本数字PID算法分为位置式PID和增量式PID两种。 1 位置式PID控制算法基本PID控制器的理想算式为式中 u(t)——控制器(也称调节器)的输出； e(t)——控制器的输入（常常是设定值与被控量之差，即e(t)=r(t)-c(t)）； Kp——控制器的比例放大系数； ti ——控制器的积分时间； Td——控制器的微分时间。设u(k)为第k次采样时刻控制器的输出值，可得离散的PID算式，由于计算机的输出u(k)直接控制执行机构（如阀门），u(k)的值与执行机构的位置（如阀门开度）一一对应，所以通常称式(2)为位置式PID控制算法。位置式PID控制算法的缺点：当前采样时刻的输出与过去的各个状态有关，计算时要对e(k)进行累加，运算量大；而且控制器的输出u(k)对应的是执行机构的实际位置，如果计算机出现故障，u(k)的大幅度变化会引起执行机构位置的大幅度变化。 2 增量式PID控制算法增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量Δu(k)。采用增量式算法时，计算机输出的控制量Δu(k)对应的是本次执行机构位置的增量，而不是对应执行机构的实际位置，因此要求执行机构必须具有对控制量增量的累积功能，才能完成对被控对象的控制操作。执行机构的累积功能可以采用硬件的方法实现；也可以采用软件来实现，如利用算式 u(k)=u(k-1)+Δu(k)程序化来完成。由式(2)可得增量式PID控制算式式中 Δe(k)=e(k)-e(k-1) 进一步可以改写成式中、、一般计算机控制系统的采样周期T在选定后就不再改变，所以，一旦确定了Kp、Ti、Td，只要使用前后3次测量的偏差值即可由式(3)或式(4)求出控制增量。增量式算法优点：①算式中不需要累加。控制增量Δu(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；②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；③手动—自动切换时冲击小。当控制从手动向自动切换时，可以作到无扰动切换。 3
2016-1-15 18:35:33　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 位置式PID算法和增量式PID算法的差异 13950 • 位置式PID与增量式PID的区别 8394 • 位置式PID与增量式PID简介 3091 • 什么是PID？位置式PID与增量式PID有何不同 37474 • 增量式和位置式PID 2882 • 使用单片机和Arduino实现增量式PID位置式PID算法和PID库免费下载 69 • PID算法增量式算法 1994 • 位置式PID和增量式PID区别是什么？ 355 • 增量式PID控制算法 30 • 位置式PID与增量式PID的区别在哪？ 3755 6 个讨论