经典PID与模糊PID控制.pdf
《经典PID与模糊PID控制.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《经典PID与模糊PID控制.pdf(12页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、经典经典PIDPID与模糊与模糊PIDPID控制控制一、PID 控制规律控制输出由三部分组成:比例环节根据偏差量成比例的调节系统控制量,以此产生控制作用,减少偏差。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,系统的调节精度越高,但容易产生超调,甚至会导致系统的不稳定;比例系数过小,会降低系统调节精度,系统响应速度变慢,调节时间变长,系统动态、静态特性变坏。比例控制是最简单的控制结构,然而,它也能使系统满足某一方面的特性要求,如GM、PM、稳态误差等。积分环节用于消除静差,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 的大小, TI 越小,积分作用越强。 需要注
2、意的是积分作用过强,可能引起系统的不稳定。微分环节根据偏差量的变化趋势调节系统控制量,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注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:二、经典 PID 设计由于在设计 PID 控制器中要调整 3 个参数, 根轨迹与波特图设计方法通常不被直接采用。Ziegler 与 Nichols 发展了 PID 调节器设计方法。该方法基于简单的稳定性分析方法。首先,置KD KI 0,然后增加比例系数直至系统开始振荡即闭环系统极点在 jw 轴上 。再将该比例系数乘 0.6,其他参数按下式计算:G(s) 2s(s 1)(s 3)(s 4)KP
3、0.6KmKD KPPi 4wmKI KPwmPi式中,Km为系统开始振荡时的 K 值;wm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 发现这种设计方法给予过程控制器提供了好的工作性能。工程师们的多年实践经验证明,这种设计方法确实是一种好的方法。根据给定传递函数用 SIMULINK 搭建结构图如下:起振时Km=391,如图:根据公式计算Kp、KI、KD分别为 234.6、276、49.8525此时对于常数 3 的响应曲线如图:可见,此时系统振荡,不稳定,继续等比例调节参数得新参数65、77、14,得响应曲线:可见此时系统响应时间过长
4、, 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KI, 同时调节过程中会因参数变动产生超调量,综合以上几点性能决定确定参数为 120、300、14。此时跟踪常数、斜坡、正弦、阶越信号图形分别如下: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满意的程度,尤其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控制, 它的主要特点是根据误差e和误差的变化ec来自动调节PID的参数,首先将操作人员或专家的调节经验作为知识库,然后运用模糊控制理论的基本方法把知识库转化为模糊推理机制,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 经典 PID 模糊 控制
限制150内