pid前馈控制算法

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

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

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

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

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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；

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

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

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