电气知识|PID控制规律的离散化

   更新日期:2017-03-26     来源:建材之家    作者:安防之家    浏览:38    评论:0    
核心提示:图1模拟PID控制  这里,PID控制器的离散化,下两节分别讨论PID算法改进和参数整定过程。  PID控制器是一种线性调节器,这种调节器是将系统的给定值r与实际输出值y构成的控制偏差e=r-y的比例、积分、微分,通过线性组合构成控制量(如图5.10所示),所以简称P(比例)I(积分)D(微分)控制器。  连续控制系统中的模拟PID控制规律为       (1)  式中,u(t)是控制器的输出,e

电力检修|处理小电流接地故障的新思路

推荐简介:摘要:基于目前日趋完善的小电流接地选线技术和智能化的综合自动化系统及馈线自动化技术,提出全新的处理接地故障的新思路。阐述了利用馈线自动化技术隔离故障的过程,并表述了该新方法的实用意义。 中低压配电系统的中性点,一般采用不接地或经消弧线圈接地方式,称为小电流接地系统。该系统中发生单相接地故障时,尽管故障分量不大,但由于其他两相对地电压升为线电压,在没有消弧线圈的情况下,如果发......
安防之家讯:
图1模拟PID控制
这里,PID控制器的离散化,下两节分别讨论PID算法改进和参数整定过程。
PID控制器是一种线性调节器,这种调节器是将系统的给定值r与实际输出值y构成的控制偏差e=r-y的比例、积分、微分,通过线性组合构成控制量(如图5.10所示),所以简称P(比例)I(积分)D(微分)控制器。
连续控制系统中的模拟PID控制规律为
 (1)
式中,u(t)是控制器的输出,e(t)是系统给定量与输出量的偏差,KP是比例系数,TI是积分时间常数,TD是微分时间常数。
相应的传递函数为
 (2)
下面分别介绍比例调节器、积分调节器和微分调节器的作用:
(1)比例调节器:比例调节器对偏差是即时反应的,偏差一旦出现,调节器立即产生控制作用,使输出量朝着减小偏差的方向变化,控制作用的强弱取决于比例系数KP。比例调节器虽然简单快速,但对于系统响应为有限值的控制对象存在静差。加大比例系数KP可以减小静差,但是KP过大时,会使系统的动态质量变坏,引起输出量振荡,甚至导致闭环系统不稳定。
(2)积分调节器:为了消除在比例调节中的残余静差,可在比例调节的基础上加入积分调节。积分调节具有累积成分,只要偏差e不为零,它将通过累积作用影响控制量u,从而减小偏差,直到偏差为零。积分时间常数TI大,则积分作用弱,反之强。增大TI将减慢消除静差的过程,但可减小超调,提高稳定性。引入积分调节的代价是降低系统的快速性。
(3)微分调节器:为加快控制过程,有必要在偏差出现或变化的瞬间,按偏差变化的趋向进行控制,使偏差消灭在萌芽状态,这就是微分调节的原理。微分作用的加入将有助于减小超调,克服振荡,使系统趋于稳定。
计算机控制系统是一种采样控制系统,其只能根据采样时刻的偏差值计算控制量。因此,利用外接矩形法进行数值积分,一阶后向差分进行数值微分,当选定采样周期为T时,有
 (3)
如果采样周期足够小,这种离散逼近相当准确。上式中,ui为全量输出,它对应于被控对象的执行机构第i次采样时刻应达到的位置,因此,该式称为PID位置型控制算式。
可以看出,按上式计算ui时,输出值与过去所有状态有关。当执行机构需要的不是控制量的绝对数值,而是其增量时,由上式可导出下面的公式:
(4
式(4)称为增量型PID控制算式。该式还可以写成
(5)
式(5.22)称为递推型PID控制算式。增量型控制算式具有以下优点:
(1)计算机只输出控制增量,即执行机构位置的变化部分,因而误动作影响小;
(2)在i时刻的输出ui,只需用到此时刻的偏差,以及前一时刻,前两时刻的偏差ei-1,ei-2和前一次的输出值ui-1,这大大节约了内存和计算时间;
(3)在进行手动-自动切换时,控制量冲击小,能够较平滑地过渡。
控制过程的计算机要求有很强的实时性,用微型计算机作为数字控制器时,由于字长和运算速度的限制,必须采用必要的方法来加快计算速度。下面介绍简化算式的方法.
按照式(5)表示的递推型PID算式,计算出每输出一次ui,要作四次加法,两次减法,四次乘法和两次除法。若将该式稍加合并整理写成如下形式:
(6)
其中

可以离线算出,即可加快算法程序的运算速度。
按上式编制的数字控制器的程序框图如图2所示。

图2 递推型PID控制器程序框图
安防之家专注于各种家居的安防,监控,防盗,安防监控,安防器材,安防设备的新闻资讯和O2O电商导购服务,敬请登陆安防之家:http://anfang.jc68.com/
小程序码
 
打赏
 
更多>文章标签:安防之家
更多>同类安防监控资讯
0相关评论

推荐图文更多...
点击排行更多...
安防监控商机更多...
安防监控圈更多...
最新视频更多...
推荐产品更多...
陶瓷头条 | 空调头条 | 卫浴头条 | 洁具头条 | 油漆头条 | 涂料头条 | 地板头条 | 吊顶头条 | 衣柜头条 | 家居头条 | 博一建材 | 博一建材 | 建材群站 | 建材资讯 | 建材商机 | 建材产品 | 水泥头条 | 楼梯之家 | 门窗之家 | 老姚之家 | 灯饰之家 | 电气之家 | 全景头条 | 照明之家 | 防水之家 | 防盗之家 | 区快洞察 | 漳州建材 | 泉州建材 | 三明建材 | 莆田建材 | 合肥建材 | 宣城建材 | 池州建材 | 亳州建材 | 六安建材 | 巢湖建材 | 宿州建材 | 阜阳建材 | 滁州建材 | 黄山建材 | 安庆建材 | 铜陵建材 | 淮北建材 | 马鞍山建材 |
建材 | 双碳之家 | 企业之家 | 移动社区 | 关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  版权隐私  |  网站地图 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | RSS订阅 | sitemap | 粤ICP备14017808号
(c)2015-2017 Bybc.cn SYSTEM All Rights Reserved
Powered by 安防之家