踪对外扰则希望闭环系统在具有一定衰减比的情况下快速克服。B积分作用积分作用的引入,主要是为了保证被控量在稳态时对设定值的无静差跟踪,
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f它对系统的性能影响可以体现在以下两方面:1对动态特性的影响积分作用通常使系统的稳定性下降。如果积分时间Ti太小系统将不稳定,Ti
偏小,振荡次数较多;如果Ti太大,对系统性能的影响减少,当Ti合适时,过渡特性比较理想。
2对稳态特性的影响积分作用能消除系统的稳态误差,提高控制系统的控制精度。但是Ti太大时,积分作用太弱,以至不能减小稳态误差。C微分作用微分作用通常与比例作用或积分作用联合作用,构成PD控制或者PID控制。微分作用的引入,主要是为了改善闭环系统的稳定性和动态特性,如使超调量较小,调节时间缩短,允许加大比例控制,使稳态误差减小,提高控制精度。当微分时间Td偏大时,超调量较大,调节时间较长;当Td偏小时,超调量也较大,调节时间也较长只有合适时,可以得到比较满意的过渡过程。直观地分析,假设被控对象存在一定的惯性,微分作用将使得控制作用与被控量,与偏差量未来变化趋势之间形成近似的比例关系。从频域分析的角度讲,微分作用等效于一个高通滤波器,即有可能在控制输出中引入较强的高频噪声,这是实际控制所不希望的。
22数字PID控制
在现代由于计算机进入控制领域,用数字计算机代替模拟计算机调节器组成
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f计算机控制系统,用软件实现PID控制算法,而且可以利用计算机的逻辑功能,使PID控制更加灵活。计算机控制是一种采样控制,它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。因此,连续PID控制算法不能直接使用,需要采用离散化方法。在计算机PID控制中,使用的是数字PID控制器。目前有位置式PID控制算法以及增量式PID控制算法5。
221位置式PID控制算法
在位置式PID控制算法中,按模拟PID控制算法,以一系列的采样时刻点kTs代表连续时间t,以矩形法数值积分近似代替积分,以一阶后向差分近似代替微分,即
tkT
t
etT
k
ejTT
k
ej
0
j0
j0
det
ekT
ek
1T
ek
ek
1
dt
T
T
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可得位置式PID表达式
uk
k
p
ek
TTi
ketTd
j0
T
ekek1
24
或
uk
kpekki
k
etT
j0
kd
ekekT
1
25
式中,ki
kpTi
,kd
kpTd。ek1和ek分别为第k1和第k时刻所得的偏差
信号,uk为第k次采样时刻的计算机输出值。
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f但是该控制算法由于采用了全量输出,所以每次输出均与过去的状态有关,计算r