pid前馈控制算法
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PID、前馈控制
PID、前馈控制
在闭环控制系统,把系统的输出量通过检测装置(传感器)引向系统输入端,与系统的输入量进行比较,从而得到反馈量与输入量的偏差信号,利用此偏差信号通过控制器(调节器)产生控制作用,从而纠正偏差。 具有比例放大器的单闭环调速系统是有静差系统。 闭环系统具有较强的抗干扰性能。
闭环系统对于给定信号和检测装置中的扰动无能为力。
将比例调节器换成比例积分调节器之后,不仅改善了动态性能,而且还能从根本上消除静差,实现无静差调节。
电流截止负反馈是为了实现截流反馈,为了能够保持电流不变,使它不超过允许值。电流负反馈的限流作用只应在启动和堵转时存在,在正常运行时必须去掉,使电流能自由的随着负载增减。
当采用了转速微分负反馈的时候,转速发生变化时,将会比普通双闭环系统更早一些达到平衡,使转速调节输入等效偏差信号提前改变极性,从而使转速调节器退饱和的时间提前。
电流正反馈和电压负反馈(或转速负反馈)是性质完全不同的两种控制作用,电压(转速)负反馈属于被调量的负反馈,是“反馈控制”,具有反馈控制规律,比例放大器控制时稳态总是有偏差的。放大倍数越大稳态偏差
前馈控制和反馈控制
前馈反馈控制讲解
前馈控制系统
前馈反馈控制讲解
内 容
前馈控制的由来与原理 静态前馈控制系统 前馈控制系统的动态补偿 前馈反馈控制系统 结论
前馈反馈控制讲解
一、基本原理及特点
问题:过程特性决定了它被控制的难易,一个本性难控的 过程具有Kf大、Tf<To、τ o/To大的特点,难控过程受到较 大扰动后,反馈控制的效果将不令人满意。下面分析其原 因,并讨论相应对策。原因 相应措施 ⒈本性难控过程克服扰动的稳定时间长 ⒈将扰动克服在被控变量偏 产生偏差大; 离设定值之前 ⒉反馈控制器不会区别偏差产生的原因, ⒉针对较大可测和不可控的 只是减少偏差,直到趋近“0”; 扰动采取措施,使被控变量 在扰动下基本不变 ⒊扰动产生频率过高,将使系统振荡; ⒊开环控制
“前馈控制方案
前馈反馈控制讲解
一、基本原理及特点D1 前馈 控制器 对象 y Dn
D1,……,Dn 为可测扰动;u, y分别为被控对象的操作变量与 受控变量。
u
前馈控制思想:在扰动还未影响输出以前,直接改变操作变 量,以使输出不受或少受外部扰动的影响。 前馈控制定义:是测取进入过程的干扰(包括外界干扰和设 定值变化,并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量, 使被控变量维持在
前馈控制和反馈控制
前馈反馈控制讲解
前馈控制系统
前馈反馈控制讲解
内 容
前馈控制的由来与原理 静态前馈控制系统 前馈控制系统的动态补偿 前馈反馈控制系统 结论
前馈反馈控制讲解
一、基本原理及特点
问题:过程特性决定了它被控制的难易,一个本性难控的 过程具有Kf大、Tf<To、τ o/To大的特点,难控过程受到较 大扰动后,反馈控制的效果将不令人满意。下面分析其原 因,并讨论相应对策。原因 相应措施 ⒈本性难控过程克服扰动的稳定时间长 ⒈将扰动克服在被控变量偏 产生偏差大; 离设定值之前 ⒉反馈控制器不会区别偏差产生的原因, ⒉针对较大可测和不可控的 只是减少偏差,直到趋近“0”; 扰动采取措施,使被控变量 在扰动下基本不变 ⒊扰动产生频率过高,将使系统振荡; ⒊开环控制
“前馈控制方案
前馈反馈控制讲解
一、基本原理及特点D1 前馈 控制器 对象 y Dn
D1,……,Dn 为可测扰动;u, y分别为被控对象的操作变量与 受控变量。
u
前馈控制思想:在扰动还未影响输出以前,直接改变操作变 量,以使输出不受或少受外部扰动的影响。 前馈控制定义:是测取进入过程的干扰(包括外界干扰和设 定值变化,并按其信号产生合适的控制作用去改变操纵变量, 使被控变量维持在
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:
? ? ?
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;
数字PID控制算法仿真研究
数字PID控制算法仿真研究
摘要
PID控制是最早发展起来的控制策略之一,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,尤其用于可简历精确数学模型的确定性控制系统。而实际生产过程往往具有非线性、时变不确定性,难以建立精确的数学模型,应用常规PID控制器不能达到理想的控制效果。为了达到使PID控制能适应复杂的工况和高指标的控制要求,人们对PID控制进行了改进,出现了各种新型PID控制器,对于复杂对象,其控制效果超过常规PID控制。
本文介绍了PID控制技术的研究进展。分析了传统的模拟和数字PID控制算法,并对传统的PID控制算法进行微分项和积分项的改进,仿真研究了几种比较普遍运用的方法,包括积分分离PID控制算法、抗积分饱和PID控制算法、不完全微分PID控制算法、微分先行PID控制算法等。并在研究先进控制算法的基础上,将模糊控制与PID控制结合,实现模糊PID控制,利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定。最后,根据现实情况,从系统的性能指标出发,针对实际控制对象,选择合适的PID控制算法,并用Matlab与Simulink软件进行仿真及研究,结果表明系统的控制效果良好。
关键词:PID;改进型PID;模糊PID;MATL
数字PID控制算法仿真研究
数字PID控制算法仿真研究
摘要
PID控制是最早发展起来的控制策略之一,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,尤其用于可简历精确数学模型的确定性控制系统。而实际生产过程往往具有非线性、时变不确定性,难以建立精确的数学模型,应用常规PID控制器不能达到理想的控制效果。为了达到使PID控制能适应复杂的工况和高指标的控制要求,人们对PID控制进行了改进,出现了各种新型PID控制器,对于复杂对象,其控制效果超过常规PID控制。
本文介绍了PID控制技术的研究进展。分析了传统的模拟和数字PID控制算法,并对传统的PID控制算法进行微分项和积分项的改进,仿真研究了几种比较普遍运用的方法,包括积分分离PID控制算法、抗积分饱和PID控制算法、不完全微分PID控制算法、微分先行PID控制算法等。并在研究先进控制算法的基础上,将模糊控制与PID控制结合,实现模糊PID控制,利用模糊推理方法实现对PID参数的在线自整定。最后,根据现实情况,从系统的性能指标出发,针对实际控制对象,选择合适的PID控制算法,并用Matlab与Simulink软件进行仿真及研究,结果表明系统的控制效果良好。
关键词:PID;改进型PID;模糊PID;MATL
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控制算法的MATLAB仿真研究
计算机控制技术 课程设计
前言
PID(Proportion Integration Differentiation比例-积分-微分)控制规律作为经典控制理论的最大成果之一,由于其原理简单且易于实现,具有一定的自适应性和鲁棒性,对于无时间延时的单回路控制系统很有效,在目前的工业过程控制中仍被广泛采用。PID控制器作为最早实用化的控制器已经有50多年历史,它是经典控制中用于过程控制最有效的策略之一,现在仍然是应用最广泛的工业控制器。它最大的优点是不需了解被控对象精确的数学模型,只需在线根据系统误差及误差的变化率等简单参数,经过经验进行调节器参数在线整定,即可取得满意的结果,具有很大的适应性和灵活性。
PID控制中的积分作用可以减少稳态误差,微分作用可以提高响应速度。但另一方面积分作用容易导致积分饱和,使系统超调量增大,微分作用对高频干扰特别敏感, 甚至导致系统失稳。PID控制本质上属于线性控制,因此对于具有很强非线性的对象来说,控制效果具有先天的不足。对于这种情况,就应该采用具有非线性特性的控制方法,以适应整个系统的特点。
PID控制是一种比较理想的控制方式,它在比例的基础上引入了积分,消除了偏差;又加入微分,提高了系统的稳定性。PID
PID控制算法及MATLAB仿真分析
河南农业大学
本科生毕业论文(设计)
题 目 PID控制算法及MATLAB仿真分析
学 院 机电工程学院 专业班级 电子信息工程05级2班
学生姓名 指导教师
撰写日期:2009年 05 月30 日
摘 要
PID控制器具有结构简单、容易实现、控制效果好、鲁棒性强等特点,是迄今为止最稳定的控制方法。它所涉及的参数物理意义明确,理论分析体系完整,并为工程界所熟悉,因而在工业过程控制中得到了广泛应用。从实际需要出发,一种好的PID控制器参数整定方法,不仅可以减少操作人员的负担,还可以使系统处于最佳运行状态。因此,对PID控制器参数整定法的研究具有重要的实际意义。本文介绍了PID控制技术的发展历史和研究进展。分析了传统的模拟和数字PID控制算法,并对传统的PID控制算法进行微分项和积分项的改进,学习了几种比较普遍运用的方法,如不完全微分PID控制算法、微分先行、遇限消弱积分PID控制算法等。在学习的基础上,提出了一种自整定参数的专家模糊PID控制算法,由仿真结果
PID控制算法及MATLAB仿真分析
河南农业大学
本科生毕业论文(设计)
题 目 PID控制算法及MATLAB仿真分析
学 院 机电工程学院 专业班级 电子信息工程05级2班
学生姓名 指导教师
撰写日期:2009年 05 月30 日
摘 要
PID控制器具有结构简单、容易实现、控制效果好、鲁棒性强等特点,是迄今为止最稳定的控制方法。它所涉及的参数物理意义明确,理论分析体系完整,并为工程界所熟悉,因而在工业过程控制中得到了广泛应用。从实际需要出发,一种好的PID控制器参数整定方法,不仅可以减少操作人员的负担,还可以使系统处于最佳运行状态。因此,对PID控制器参数整定法的研究具有重要的实际意义。本文介绍了PID控制技术的发展历史和研究进展。分析了传统的模拟和数字PID控制算法,并对传统的PID控制算法进行微分项和积分项的改进,学习了几种比较普遍运用的方法,如不完全微分PID控制算法、微分先行、遇限消弱积分PID控制算法等。在学习的基础上,提出了一种自整定参数的专家模糊PID控制算法,由仿真结果