2022年经典PID与模糊PID控制.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 经典 PID 与模糊 PID 掌握一、 PID 掌握规律掌握输出由三部分组成:比例环节依据偏差量成比例的调剂系统掌握量,以此产生掌握作用 ,削减偏差;比例系数的作用是加快系统的响应速度 ,比例系数越大 ,系统响应速度越快 , 系统的调剂精度越高 ,但简洁产生超调 ,甚至会导致系统的不稳固 ;比例系数过小 , 会降低系统调剂精度 ,系统响应速度变慢 ,调剂时间变长 ,系统动态、静态特性变坏;比例掌握是最简洁的掌握结构,求,如 GM、PM、稳态误差等;然而,它也能使系统满意某一方面的特性要积分环节用于排除静差 ,提高系统的无差度;积分作用的强弱取决
2、于积分时间常数 TI 的大小 , TI 越小 ,积分作用越强; 需要留意的是积分作用过强 ,可能引起系统的不稳固;微分环节依据偏差量的变化趋势调剂系统掌握量,在偏差信号发生较大的变化以前 ,提前引入一个早期的校正留意的是微分作用过强 ,可能引起系统的振荡;已知被控对象的数学模型:Gs s1 s2 ss43 二、经典 PID 设计由于在设计 PID 掌握器中要调整 3 个参数,根轨迹与波特图设计方法通常不被直接采纳; Ziegler 与 Nichols 进展了 PID 调剂器设计方法; 该方法基于简洁的稳固性分析方法;第一,置 K D K I 0,然后增加比例系数直至系统开头振荡即闭环系统极点在
3、 jw 轴上;再将该比例系数乘 0.6,其他参数按下式运算:K P 0 . 6 K m K D K P Pi 4 w m K I K P w m Pi式中,K m 为系统开头振荡时的 K 值;w 为振荡频率;然而,该设计方法在设计过程中没有考虑任何特性要求; 但是 Ziegler 与 Nichols 发觉这种设计方法赐予过程掌握器供应了好的工作性能;的确是一种好的方法;工程师们的多年实践体会证明, 这种设计方法名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据给定传递函数用SIMULINK 搭建结构图如下:起振时 K m =3
4、91,如图:依据公式运算 Kp 、K 、K 分别为 234.6、276、49.8525 此时对于常数 3 的响应曲线如图:名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可见,此时系统振荡,不稳固,连续等比例调剂参数得新参数 65、77、14,得响应曲线:可见此时系统响应时间过长, 而且存在比较大的静态误差, 为了减小响应时间应增大 Kp ,为了减小静态误差应增大K ,同时调剂过程中会因参数变动产生超调量,综合以上几点性能打算确定参数为 120、300、14;此时跟踪常数、斜坡、正弦、阶越信号图形分别如下:名师归纳总结 - -
5、- - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由以上几个响应曲线可以看出,经典PID 对于超调量、响应时间、静态误差很难同时到达让人中意的程度,特别是对于阶越信号的响应存在较大的振荡;三、模糊 PID 设计模糊自整定 PID属于一种智能 PID掌握,它的主要特点是依据误差 e和误差的变化 ec来自动调剂 PID的参数,第一将操作人员或专家的调剂体会作为学问库,然后运用模糊掌握理论的基本方法把学问库转化为模糊推理机制,利用模糊规章在线实时
6、地对 PID参数进行修改,以满意不同时刻的 要求;其掌握结构图如下:e和 ec对PID参数自整定的通过查阅各种参考文献, 建立合适的模糊掌握规章表得到三个修正参数的模 糊规章表:名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1Kp 的修正规章表ec NB NM NS ZO PS PM PB kp e NB PB PB PM PM PS ZO ZO NM PB PB PM PS PS ZO NS NS PM PM PM PS ZO NS NS ZO PM PM PS ZO NS NM NM PS PS PS ZO NS NS N
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- 2022 经典 PID 模糊 控制
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