14411PID算法14412电机速度采集算法1542定时程序流程15五、设计要求错误!未定义书签。六、总结错误!未定义书签。
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一、PID算法及PWM控制技术简介11、PID算法
控制算法是微机化控制系统的一个重要组成部分,整个系统的控制功能主要由控制算法来实现。目前提出的控制算法有很多。根据偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)进行的控制,称为PID控制。实际经验和理论分析都表明,PID控制能够满足相当多工业对象的控制要求,至今仍是一种应用最为广泛的控制算法之一。下面分别介绍模拟PID、数字PID及其参数整定方法。
111模拟PID
在模拟控制系统中,调节器最常用的控制规律是PID控制,常规PID控制系统原理框图如图11所示,系统由模拟PID调节器、执行机构及控制对象组成。
比例rt微分et积分ut执行机构对象ct
图11
模拟PID控制系统原理框图
PID调节器是一种线性调节器,它根据给定值rt与实际输出值ct构成的控制偏差:
etrt-ct
(11)
将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量,对控制对象进行控制,故称为PID调节器。在实际应用中,常根据对象的特征和控制要求,将P、I、D基本控制规律进行适当组合,以达到对被控对象进行有效控制的目的。例如,P调节器,PI调节器,PID调节器等。模拟PID调节器的控制规律为
utKpet
1TI
etdtTD
0
t
detdt
(12)
式中,KP为比例系数,TI为积分时间常数,TD为微分时间常数。简单的说,PID调节器各校正环节的作用是:
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(1)比例环节:即时成比例地反应控制系统的偏差信号et偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用以减少偏差;(2)积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数TI,TI越大,积分作用越弱,反之则越强;(3)微分环节:能反映偏差信号的变化趋势(变化速r