pid实验总结
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PID温度控制实验
PID温度控制实验
PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一,它根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量对系统进行控制。当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制。
PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。本实验以PID温度控制为例,通过此实验可以加深对检测技术、自动控制技术、过程控制等专业知识的理解。
一、实验目的 1、了解PID控温原理
2、掌握正校实验的方法,并用正交实验法来确定最佳P、I、D参数 3、会求根据温度变化曲线求出相应的超调量、稳态误差和调节时间的方法 二、仪器与用具
加热装置、加热控制模块、单片机控制及显示模块、配套软件、电脑。 三、实验原理
1、数字PID 控制原理
数字PID算法是用差分方程近似实现的, 用微分方程表示的PID调节规律的理想算式为:
1de(t)u(t)?KP[e(t)??e(t)dt?TD]
实验三 数字PID控制
实用标准文案
实验三 数字PID控制
一、实验目的
1.研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响。 2.研究采样周期T对系统特性的影响。 3.研究I型系统及系统的稳定误差。 二、实验仪器
1.EL-AT-III型计算机控制系统实验箱一台 2.PC计算机一台 三、实验内容
1.系统结构图如3-1图。
图3-1 系统结构图
图中 Gc(s)=Kp(1+Ki/s+Kds) Gh(s)=(1-e-TS)/s
Gp1(s)=5/((0.5s+1)(0.1s+1)) Gp2(s)=1/(s(0.1s+1))
2.开环系统(被控制对象)的模拟电路图如图3-2和图3-3,其中图3-2对应GP1(s),图3-3对应Gp2(s)。
图3-2 开环系统结构图1 图3-3开环系统结构图2
3.被控对象GP1(s)为“0型”系统,采用PI控制或PID控制,可系统变为“I型”系统,被控对象Gp2(s)为“I型”系统,采用PI控制或PID控制可使系统变成“II型”系统。
4.当r(t)=1(
实验三 数字PID控制
实用标准文案
实验三 数字PID控制
一、实验目的
1.研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响。 2.研究采样周期T对系统特性的影响。 3.研究I型系统及系统的稳定误差。 二、实验仪器
1.EL-AT-III型计算机控制系统实验箱一台 2.PC计算机一台 三、实验内容
1.系统结构图如3-1图。
图3-1 系统结构图
图中 Gc(s)=Kp(1+Ki/s+Kds) Gh(s)=(1-e-TS)/s
Gp1(s)=5/((0.5s+1)(0.1s+1)) Gp2(s)=1/(s(0.1s+1))
2.开环系统(被控制对象)的模拟电路图如图3-2和图3-3,其中图3-2对应GP1(s),图3-3对应Gp2(s)。
图3-2 开环系统结构图1 图3-3开环系统结构图2
3.被控对象GP1(s)为“0型”系统,采用PI控制或PID控制,可系统变为“I型”系统,被控对象Gp2(s)为“I型”系统,采用PI控制或PID控制可使系统变成“II型”系统。
4.当r(t)=1(
PID总结报告
介绍各种PID控制器,并对他们进行了比较
目录
1数字PID控制........................................................................ 2
1.1 PID控制原理 ............................................................... 2
1.2 数字PID控制 .............................................................. 3
1.2.1位置式PID控制算法 .................................................. 3
1.2.2增量式PID控制算法 .................................................. 4
1.3数字PID的优缺点 ........................................................... 5
1.2.1数字PID的优点 ................................................
51温度PID调节实验报告
成 绩:
重庆邮电大学
自动化学院综合实验报告
题 目:51系列单片机闭环温度控制实验
学生姓名:霍栋博 班 级:0811103 学 号:2011212876 同组人员:黄酉 指导教师:雷璐宁 完成时间:2014年12月
一、实验要求及分工情况 51系列单片机闭环温度控制实验
——基于Protuse仿真实验平台实现
要求:
1. 设计硬件电路:
温度检测:采用热电偶或热电阻
温度给定:采用电位器进行模拟电压给定,0——5V AD转采用12位转换
显示采用8位LED,或者LCD1602显示 键盘4X4,PID等
实验八 控制系统设计及PID调节实验-演示教学
实验八 控制系统设计系统根轨迹校正和仿真
一、实验目的
1、 学习利用实验探索研究控制系统的方法; 2、 学会控制系统数学模型的建立及仿真; 3、 熟悉并掌握控制系统频域特性的分析;
4、 采用PID算法设计磁悬浮小球控制系统;
5、 了解PID控制规律和P、I、D参数对控制系统性能的影响; 6、 学会用Simulink来构造控制系统模型。
二、实验设备
(1)磁悬浮实验装置 (2)计算机 (3)软件要求:Matlab6.5以上版本软件,VC++6.0软件,板卡自带Device Manager,PCL1711驱动程序,固高磁悬浮实时控制软件。
三、实验原理
3.1 磁悬浮系统组成
磁悬浮实验装置主要由LED光源、电磁铁、光电位置传感器、电源、放大及补偿装置、数据采集卡和控制对象(钢球)等元件组成。它是一个典型的吸浮式悬浮系统。系统组成见图7-1。
图7-1 磁悬浮实验装置系统组成部分 图7-2 磁悬浮实验系统结构图 电磁铁绕组中通过一定的电流会产生电磁力F,只要控制电磁铁绕组中的电流,使之产生的电磁力与钢球的重力mg相平衡,钢球就可以悬浮在空中而处于平衡状态。为了得到一个稳定的平衡系统,必须实现闭环控制,使整个
四轴PID控制算法详解(单环PID、串级PID)
正文开始:这篇文章分为三个部分:
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PID原理普及
常用四轴的两种PID算法讲解(单环PID、串级PID) 如何做到垂直起飞、四轴飞行时为何会飘、如何做到脱控?
PID原理普及
1、 对自动控制系统的基本要求: 稳、准、快:
稳定性(P和I降低系统稳定性,D提高系统稳定性):在平衡状态下,系统受到某个干扰后,经过一段时间其被控量可以达到某一稳定状态; 准确性(P和I提高稳态精度,D无作用):系统处于稳态时,其稳态误差;
快速性(P和D提高响应速度,I降低响应速度):系统对动态响应的要求。一般由过渡时间的长短来衡量。
2、 稳定性:当系统处于平衡状态时,受到某一干扰作用后,如果系统输出能够恢复到原来的稳态值,那么系统就是稳定的;否则,系统不稳定。
3、 动态特性(暂态特性,由于系统惯性引起):系统突加给定量(或者负载突然变化)时,其系统输出的动态响应曲线。延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间、超调量和振荡次数。
通常: 上升时间和峰值时间用来评价系统的响应速度; 超调量用来评价系统的阻尼程度;
PID
对串级PID和单级PID的理解
先整定内环,后整定外环 参数整定找最佳,从小到大顺序查 先是比例后积分,最后再把微分加 曲线振荡很频繁,比例度盘要放大 曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳 曲线偏离回复慢,积分时间往下降 曲线波动周期长,积分时间再加长 曲线振荡频率快,先把微分降下来 动差大来波动慢。微分时间应加长 理想曲线两个波,前高后低4比1
【扫盲知识】
串级PID:采用的角度P和角速度PID的双闭环PID算法------>角度的误差被作为期望输入到角速度控制器中 (角度的微分就是角速度)
对于本系统则采用了将角度控制与角速度控制级联的方式组成整个串级 PID 控制器。
串级 PID 算法中,角速度内环占着极为重要的地位。在对四旋翼飞行的物理模型进行分析后,可以知道造成系统不稳定的物理表现之一就是不稳定的角速度。 因此,若能够直接对系统的角速度进行较好的闭环控制,必然会改善系统的动态特性及其稳定性,通常也把角速度内环称为增稳环节。而角度外环的作用则体现在对四旋翼飞行器的姿态角的精确控制。 外环:输入为角度,输出为角速度 内环:输入为角速度,输出为PWM增量
使用串级pid,分为:角度环控制pid环和角速度控制环稳定环。主调为角度环(
增量式PID与位置式PID
仅考虑PI调节器,PID类似。
请参考机械工业出版社,阮毅、陈伯时主编的《电力拖动自动控制系统:运动控制系统(第4版)》,第46页:
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位置式PI:
式中 ——采样周期。 可以看出,比例部分只与当前的偏差有关,而积分部分则是系统过去所有偏差的累积。位置式PI调节器的结构清晰,P和I两部分作用分明,参数调整简单明了。
但直观上看,要计算第拍的输出值
,需要存储
等每一拍的偏差,
当很大时,则占用很大的内存空间,并且需要花费很多时间去计算,这是目前书籍及网络上普遍认为的位置式PI的缺点。 然而在具体编程操作中,可在每一拍对积分部分进行累积,再加上当前拍的比例部分,即为当前
的输出,根本不需要大量的内存空间;另外由于输出有可能
超过允许值,因此需要对输出进行限幅,而当输出限幅的时候,积分累加部分也应同时进行限幅,以防输出不变而积分项继续累加,也即所谓的积分饱和过深。
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增量式PI:
拍(也即上一拍)输出为
由位置式PI的式子可知,PI调节器的第
两式相减,可得出PI调节器输出增量
上式仅仅为增量,只需要当前的和上一拍的偏差即可得出结果,不需要存储每一拍的偏差,因此占内存空间小,这也是普遍认为的增量式的优点。
然而很多场合下需要的往往不只增量,还有上一拍的输
模糊PID与常规PID的比较
最优控制与智能控制基础文献总结报告
模糊PID 与常规PID的MATLAB 仿真比较
与分析
学生姓名: 班级学号:5080628 任课教师:段洪君 提交日期:2011.04.02 成绩:
文献总结报告自查表
自查项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 报告是否由本人独立撰写完成 参考文献是否由本人独立查阅完成 文献总结报告是否按时提交 题目是否包含被控对象名称及与本课程相关的控制方法 封面是否按“示样”标准打印,签名是否手写 报告正文是否包含“要求”的三部分 报告正文是否按“样本”格式撰写 报告正文中的公式、图表等是否由本人编辑、绘制 所引用的参考文献在报告正文中是否按顺序标注 “是”标√“否”标× 10 参考文献的数量是否达到要求 11 参考文献的格式是否规范 12 报告的正文与参考文献的总页数是否在8~10页之间 13 报告是否达到“总体要求” 14 报告是否包含对现有文献结论的仿真验证结果 15 报告是否包含本人的研究内容及结果 对所