4.1数字PID控制器的连续化设计技术沈阳师盛大学4.1.2数字PID控制器的设计:1.模拟PID调节器若水温偏低,就使控制输入增大得比例越多:反之,若水温偏高,就使控比例制输入减小得越多。itiy(t)41控制量的大小大致与偏差成比例。积分广义被控对象若水温低于期望值,则将输入增大一些,如果还没有达到,就再积分增大一些,这样一点一点地调节直到水温合适为止:控制输入包含对偏差的积分,即偏差在时间上的累积,可以最终消除偏差。比例控制调节阀期望水温若扰动使水温开始升高,则应降热水低热/冷水比值,且升温速度越快微分水温检测降低越多:反之若水温要降低温热水则应增大热/冷水比值,且降低速冷水度越快,增大越多。即控制作用与水温的变化率成正比
4.1 数字 PID 控制器的连续化设计技术 热水 冷水 温热水 调 节 阀 水温检测 比例控制 期望 水温 若水温偏低,就使控制输入增大得 越多;反之,若水温偏高,就使控 制输入减小得越多。 控制量的大小大致与偏差成比例。 若水温低于期望值,则将输入增 大一些,如果还没有达到,就再 增大一些,这样一点一点地调节, 直到水温合适为止;控制输入包 含对偏差的积分,即偏差在时间 上的累积,可以最终消除偏差。 若扰动使水温开始升高,则应降 低热/冷水比值,且升温速度越快, 降低越多;反之若水温要降低, 则应增大热/冷水比值,且降低速 度越快,增大越多。即控制作用 与水温的变化率成正比。 比 例 积 分 微 分 4.1.2 数字PID控制器的设计:1.模拟PID调节器
4.1数字PID控制器的连续化设计技术沈阳师苑大学4.1.2数字PID控制器的设计:1.模拟PID调节器迅速反映偏差。能迅速反映偏差比例从而减小偏差,但不能消除静差比例比例的加大,会引起系统的不稳定。Wt)r(t)ute(t)积分义被控对象消除偏差。只要系统存在偏差积分积分环节就会产生控制作用减小偏差,直到最终消除偏差,但积分作用太强会使系统超调加大,甚至使系统出现振荡。比例控制调节阀期望水温预调节作用。有助于系统减小超热水水温检测微分调,克服振荡,加快系统的响应+速度,减小调节时间,从而改善温热水了系统的动态性能。但微分过大冷水一会使系统出现不稳定
4.1 数字 PID 控制器的连续化设计技术 热水 冷水 温热水 调 节 阀 水温检测 比例控制 期望 水温 迅速反映偏差。能迅速反映偏差, 从而减小偏差,但不能消除静差, 比例的加大,会引起系统的不稳定。 消除偏差。只要系统存在偏差, 积分环节就会产生控制作用减小 偏差,直到最终消除偏差,但积 分作用太强会使系统超调加大, 甚至使系统出现振荡。 预调节作用。有助于系统减小超 调,克服振荡,加快系统的响应 速度,减小调节时间,从而改善 了系统的动态性能。但微分过大, 会使系统出现不稳定。 比 例 积 分 微 分 4.1.2 数字PID控制器的设计:1.模拟PID调节器
4.1数字PID控制器的连续化设计技术沈阳师苑大学4.1.2数字PID控制器的设计:1.模拟PID调节器利弊参数加快调节速度、提高灵敏度、Kp (P)引起振荡、不稳定减小稳态误差Ti (1)消除系统稳态误差诱发系统振荡、延长过渡过程Td (D)引起系统的不稳定、易受干扰加快响应、减少超调量
4.1 数字 PID 控制器的连续化设计技术 4.1.2 数字PID控制器的设计:1.模拟PID调节器 参数 利 弊 Kp(P) 加快调节速度、提高灵敏度、 减小稳态误差 引起振荡、不稳定 Ti(I) 消除系统稳态误差 诱发系统振荡、延长过渡过程 Td(D) 加快响应、减少超调量 引起系统的不稳定、易受干扰
4.1数字PID控制器的连续化设计技术沈阳师盛大学4.1.2数字PID控制器的设计:1.模拟PID调节器利弊参数加快调节速度、提高灵敏度、Kp (P)引起振荡、不稳定减小稳态误差Ti (1)消除系统稳态误差诱发系统振荡、延长过渡过程Td (D)加快响应、减少超调量引起系统的不稳定、易受干扰(),它一般不单独使用的原因是1在PID控制系统中,P的作用主要是答案:快速调节:有差调节,无法消除残差O2.在PID控制系统中,的作用主要是(,它一般不单独使用的原因是答案:消除静差:响应缓慢,容易产生积累3.在PID控制系统中,D的作用主要是,它一般不单独使用的原因是O答案:超前调节:对高频干扰信号响应剧烈,无法消除不变残差
4.1 数字 PID 控制器的连续化设计技术 4.1.2 数字PID控制器的设计:1.模拟PID调节器 参数 利 弊 Kp(P) 加快调节速度、提高灵敏度、 减小稳态误差 引起振荡、不稳定 Ti(I) 消除系统稳态误差 诱发系统振荡、延长过渡过程 Td(D) 加快响应、减少超调量 引起系统的不稳定、易受干扰 1.在PID控制系统中,P的作用主要是(),它一般不单独使用的原因是()。 答案:快速调节;有差调节,无法消除残差 2.在PID控制系统中,I的作用主要是(),它一般不单独使用的原因是()。 答案:消除静差;响应缓慢,容易产生积累 3.在PID控制系统中,D的作用主要是(),它一般不单独使用的原因是()。 答案:超前调节;对高频干扰信号响应剧烈,无法消除不变残差
4.1数字PID控制器的连续化设计技术沈阳师范大学4.1.2数字PID控制器的设计:2.数字PID调节器模拟PID算法表达式:de(t), 'e(0)dt +TDu(t)= Kp(e(t) +10dt数字PID算法表达式:?
4.1 数字 PID 控制器的连续化设计技术 模拟PID算法表达式: ) ( ) ( ) 1 ( ) ( ( ) 0 dt de t e t dt T T u t K e t D t I P 数字PID算法表达式:? 4.1.2 数字PID控制器的设计:2.数字PID调节器