計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第3章-PID控制

1、2022-6-21第第4 4章章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的常規(guī)控制技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的常規(guī)控制技術(shù)1. 1. 數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制控制2. 2. 最少拍控制最少拍控制3. 3. 純滯后控制純滯后控制本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容2022-6-221 1模擬模擬PIDPID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器2 2數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器的實(shí)現(xiàn)控制器的實(shí)現(xiàn)3 3數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID算法的改進(jìn)算法的改進(jìn)4 4數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID參數(shù)的整定參數(shù)的整定5 5PIDPID控制的新發(fā)展控制的新發(fā)展 4 41 1 數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制控制 2022-6-23u 按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)器簡(jiǎn)按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制

2、的調(diào)節(jié)器簡(jiǎn)稱為稱為PIDPID調(diào)節(jié)器，是在連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)最為成熟，調(diào)節(jié)器，是在連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)最為成熟，應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。應(yīng)用最為廣泛的一種調(diào)節(jié)器。u PIDPID調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)易于調(diào)整，當(dāng)被控對(duì)調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、參數(shù)易于調(diào)整，當(dāng)被控對(duì)象精確數(shù)學(xué)模型難以建立、系統(tǒng)的參數(shù)又經(jīng)常發(fā)生象精確數(shù)學(xué)模型難以建立、系統(tǒng)的參數(shù)又經(jīng)常發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)用變化時(shí)，應(yīng)用PIDPID控制技術(shù)，在線整定最為方便?？刂萍夹g(shù)，在線整定最為方便。u 在計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域后，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字在計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域后，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字PIDPID算法代替了模擬算法代替了模擬PIDPID調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器。2022-6-241

3、1用經(jīng)典控制理論設(shè)計(jì)連續(xù)系統(tǒng)模擬調(diào)節(jié)器，然后用經(jīng)典控制理論設(shè)計(jì)連續(xù)系統(tǒng)模擬調(diào)節(jié)器，然后用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字模擬，這種方法稱為模擬化設(shè)計(jì)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字模擬，這種方法稱為模擬化設(shè)計(jì)方法。方法。2 2應(yīng)用采樣控制理論直接設(shè)計(jì)數(shù)字控制器，這是一應(yīng)用采樣控制理論直接設(shè)計(jì)數(shù)字控制器，這是一種直接設(shè)計(jì)方法（或稱離散化設(shè)計(jì)）種直接設(shè)計(jì)方法（或稱離散化設(shè)計(jì)） 數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器的設(shè)計(jì)是按照控制器的設(shè)計(jì)是按照 1 1 進(jìn)行的。進(jìn)行的。連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中, ,設(shè)計(jì)數(shù)字控制器的兩種方法設(shè)計(jì)數(shù)字控制器的兩種方法: :2022-6-251.1.模擬模擬PIDPID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器 圖圖l l 模擬模擬PIDP

4、ID控制控制 PIDPID控制器是一種線性控制器；控制器是一種線性控制器； 根據(jù)對(duì)象的特性和控制要求，可根據(jù)對(duì)象的特性和控制要求，可靈活地改變其結(jié)構(gòu)。靈活地改變其結(jié)構(gòu)。 )()()(tytrte 2022-6-26PIDPID調(diào)節(jié)器的基本結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)器的基本結(jié)構(gòu)1. 比例調(diào)節(jié)器比例調(diào)節(jié)器 2. 比例積分調(diào)節(jié)器比例積分調(diào)節(jié)器3. 比例微分調(diào)節(jié)器比例微分調(diào)節(jié)器 4. 比例積分微分調(diào)節(jié)器比例積分微分調(diào)節(jié)器 2022-6-27控制規(guī)律：控制規(guī)律：0P)()(uteKtu 其中：其中： 為比例系數(shù)；為比例系數(shù)； PK0u 為控制量的基準(zhǔn)為控制量的基準(zhǔn)。 比例調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：比例調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：比例調(diào)節(jié)器對(duì)于比例調(diào)節(jié)

5、器對(duì)于偏差是即時(shí)反應(yīng)，偏差一旦產(chǎn)生，偏差是即時(shí)反應(yīng)，偏差一旦產(chǎn)生，調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用使被控量調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用使被控量朝著減小偏差的方向變化，控制作朝著減小偏差的方向變化，控制作用的強(qiáng)弱取決于比例系數(shù)。只有當(dāng)用的強(qiáng)弱取決于比例系數(shù)。只有當(dāng)偏差發(fā)生變化時(shí)，控制量才變化。偏差發(fā)生變化時(shí)，控制量才變化。 （1 1）比例調(diào)節(jié)器）比例調(diào)節(jié)器缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：不能消除靜差；不能消除靜差； 過(guò)大，會(huì)使過(guò)大，會(huì)使動(dòng)態(tài)質(zhì)量變壞，引起被控量振蕩甚至動(dòng)態(tài)質(zhì)量變壞，引起被控量振蕩甚至導(dǎo)致閉環(huán)不穩(wěn)定。導(dǎo)致閉環(huán)不穩(wěn)定。 PK 圖圖2 P2 P調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng) 2022-6-28（2 2）比例積分調(diào)節(jié)器）

6、比例積分調(diào)節(jié)器控制規(guī)律：控制規(guī)律： tudtteTteKtu00iP)(1)()(積分調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：積分調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器的輸出與偏差存在的時(shí)間有關(guān)。輸出與偏差存在的時(shí)間有關(guān)。只要偏差不為零，輸出就會(huì)只要偏差不為零，輸出就會(huì)隨時(shí)間不斷增加，并減小偏隨時(shí)間不斷增加，并減小偏差，直至消除偏差，控制作差，直至消除偏差，控制作用不再變化，系統(tǒng)才能達(dá)到用不再變化，系統(tǒng)才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)態(tài)。其中：其中： 為積分時(shí)間常數(shù)。為積分時(shí)間常數(shù)。 iT缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：降低響應(yīng)速度。降低響應(yīng)速度。 圖圖3 PI調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)00upKpK0tiTut110t0et2022-6-29（3 3）比例微分

7、調(diào)節(jié)器）比例微分調(diào)節(jié)器0dP)(d)(d)()(utteTteKtu 控制規(guī)律：控制規(guī)律：其中：其中： 為微分時(shí)間常數(shù)。為微分時(shí)間常數(shù)。 dT微分調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：微分調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：在偏差出現(xiàn)或變化的在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，產(chǎn)生一個(gè)正比于偏差變化率的控瞬間，產(chǎn)生一個(gè)正比于偏差變化率的控制作用，它總是反對(duì)偏差向任何方向的制作用，它總是反對(duì)偏差向任何方向的變化，偏差變化越快，反對(duì)作用越強(qiáng)。變化，偏差變化越快，反對(duì)作用越強(qiáng)。故微分作用的加入將有助于減小超調(diào)，故微分作用的加入將有助于減小超調(diào)，克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。它加快了克服振蕩，使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。它加快了系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減小調(diào)整時(shí)間，從而系統(tǒng)的動(dòng)作速度，

8、減小調(diào)整時(shí)間，從而改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 太大，易引起系統(tǒng)不太大，易引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。穩(wěn)定。 dT圖圖 4 理想理想 PD調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)101et0t00tutpK0u2022-6-210（4 4）比例積分微分調(diào)節(jié)器）比例積分微分調(diào)節(jié)器控制規(guī)律：控制規(guī)律：00diP)(d)(d)(1)()(utteTdtteTteKtut 比例積分微分三作用的線性組合。比例積分微分三作用的線性組合。 在階躍信號(hào)的作用下，首先是在階躍信號(hào)的作用下，首先是比例和微分作用，使其調(diào)節(jié)作用加比例和微分作用，使其調(diào)節(jié)作用加強(qiáng)，然后是積分作用，直到消除偏強(qiáng)，然后是積分作用

9、，直到消除偏差。差。圖圖 5 理想理想PID調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)調(diào)節(jié)器的階躍響應(yīng)101et0t00tiTutpKpK0u2022-6-2112 2數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器控制器 當(dāng)采樣周期足夠小時(shí)當(dāng)采樣周期足夠小時(shí)，在模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，在模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)值逼近的方法，用求和代替積分、用后向差分通過(guò)數(shù)值逼近的方法，用求和代替積分、用后向差分代替微分，使模擬代替微分，使模擬PIDPID離散化變?yōu)椴罘址匠?。離散化變?yōu)椴罘址匠?。可作如下近似可作如下近?00( )()( )()( )d()d ( )()(1)dktju tu ke te ke ttTeje te ke ktT式中，式中，T

10、T為采為采樣周期，樣周期，k k為為采樣序號(hào)。采樣序號(hào)。2022-6-212兩種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字兩種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字PIDPID控制算法控制算法 （l l）數(shù)字）數(shù)字PIDPID位置型控制算法位置型控制算法 00diP)1()()()()(uTkekeTjeTTkeKkukj u 控制算法提供了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置。控制算法提供了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置。 TTKKdpd ipiTTKK 式中： 00diP)1()()()( )(ukekeKjeKkeKkukj 或：或：2022-6-213（2 2）數(shù)字）數(shù)字PIDPID增量型控制算法增量型控制算法 010diP)2()1()()1()1(uTkekeTjeTTkeKk

11、ukj )1()()( kukuku由位置型算法由位置型算法又又)2() 1(2)()()1()()(di kekekeKkeKkekeKkuP00diP)1()()()()(uTkekeTjeTTkeKkukj ，得：，得：得：得：u增量型算法只需保持前增量型算法只需保持前3個(gè)時(shí)刻的偏差值。個(gè)時(shí)刻的偏差值。2022-6-214（3）兩種標(biāo)準(zhǔn)）兩種標(biāo)準(zhǔn)PID控制算法比較控制算法比較 圖圖6 6 兩種兩種PIDPID控制算法實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)系統(tǒng)控制算法實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)系統(tǒng)（a）位置型）位置型（b） 增量型增量型2022-6-215算法比較算法比較 ： （1）增量型算法不需要做累加，計(jì)算誤差或計(jì)）增量型算法不

12、需要做累加，計(jì)算誤差或計(jì)算精度問(wèn)題，對(duì)控制量的計(jì)算影響較小。而位置型算精度問(wèn)題，對(duì)控制量的計(jì)算影響較小。而位置型算法要用到過(guò)去誤差的所有累加值，容易產(chǎn)生大的算法要用到過(guò)去誤差的所有累加值，容易產(chǎn)生大的累加誤差。累加誤差。 （2）增量型算法得出的是控制量的增量，誤動(dòng)）增量型算法得出的是控制量的增量，誤動(dòng)作影響小，而位置型算法的輸出是控制量的全量輸作影響小，而位置型算法的輸出是控制量的全量輸出，誤動(dòng)作影響大。出，誤動(dòng)作影響大。 （3）采用增量型算法，由于算式中不出現(xiàn)）采用增量型算法，由于算式中不出現(xiàn) 項(xiàng)，項(xiàng)，則易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)沖擊切換。則易于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)沖擊切換。0u2022-6-21

13、63. 3. 數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制算法的改進(jìn)控制算法的改進(jìn) 1. 什么是飽和效應(yīng)？什么是飽和效應(yīng)？在實(shí)際過(guò)程中，控制變量因受到執(zhí)行元件機(jī)械在實(shí)際過(guò)程中，控制變量因受到執(zhí)行元件機(jī)械和物理性能的約束而限制在有限范圍內(nèi)，即和物理性能的約束而限制在有限范圍內(nèi)，即maxminuuu 其變化率也有一定的限制范圍，即其變化率也有一定的限制范圍，即maxuu 如果計(jì)算機(jī)給出的控制量在所限制范圍內(nèi)，如果計(jì)算機(jī)給出的控制量在所限制范圍內(nèi)，能得到預(yù)期結(jié)果；若超出此范圍，實(shí)際執(zhí)行的控制能得到預(yù)期結(jié)果；若超出此范圍，實(shí)際執(zhí)行的控制量就不再是計(jì)算值，將得不到期望的效果。這種效量就不再是計(jì)算值，將得不到期望的效果。這種

14、效應(yīng)稱為飽和效應(yīng)。應(yīng)稱為飽和效應(yīng)。2022-6-2172. 2. 抑制飽和的方法抑制飽和的方法 過(guò)程的過(guò)程的起動(dòng)、結(jié)束、大幅度增減設(shè)定值起動(dòng)、結(jié)束、大幅度增減設(shè)定值短時(shí)間內(nèi)短時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)的輸出會(huì)出現(xiàn)很大的偏差，致使積分部分幅系統(tǒng)的輸出會(huì)出現(xiàn)很大的偏差，致使積分部分幅值快速上升。由于系統(tǒng)存在慣性和滯后，這就勢(shì)值快速上升。由于系統(tǒng)存在慣性和滯后，這就勢(shì)必引起系統(tǒng)輸出出現(xiàn)較大的超調(diào)和長(zhǎng)時(shí)間的波動(dòng)，必引起系統(tǒng)輸出出現(xiàn)較大的超調(diào)和長(zhǎng)時(shí)間的波動(dòng)，特別對(duì)于溫度、成分等變化緩慢的過(guò)程，這一現(xiàn)特別對(duì)于溫度、成分等變化緩慢的過(guò)程，這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重，有可能引起系統(tǒng)振蕩（即積分飽和象更為嚴(yán)重，有可能引起系統(tǒng)振蕩（即積分

15、飽和現(xiàn)象）。采用現(xiàn)象）。采用積分分離積分分離PIDPID或變速積分或變速積分PIDPID等控制等控制算法可以解決。算法可以解決。 1) 1) 抑制積分飽和抑制積分飽和2022-6-218圖圖9 PID9 PID輸出特性的比較輸出特性的比較(a)(a)普通普通PIDPID控制控制(b)(b)不完全微分不完全微分PIDPID控制控制（1）普通）普通PID控制的微控制的微分作用僅局限于第一個(gè)分作用僅局限于第一個(gè)采樣周期有一個(gè)大幅度采樣周期有一個(gè)大幅度的輸出。一般的工業(yè)用的輸出。一般的工業(yè)用執(zhí)行機(jī)構(gòu)，無(wú)法在較短執(zhí)行機(jī)構(gòu)，無(wú)法在較短的采樣周期內(nèi)跟蹤較大的采樣周期內(nèi)跟蹤較大的微分作用輸出，而且的微分作用輸

16、出，而且理想微分容易引進(jìn)高頻理想微分容易引進(jìn)高頻干擾。干擾。（2）不完全微分）不完全微分PID控控制的微分作用能緩慢地制的微分作用能緩慢地持續(xù)多個(gè)采樣周期。由持續(xù)多個(gè)采樣周期。由于不完全微分于不完全微分PID算式算式中含有一個(gè)低通濾波器，中含有一個(gè)低通濾波器，因此抗干擾能力也較強(qiáng)。因此抗干擾能力也較強(qiáng)。2022-6-2194. 4. 數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器參數(shù)的整定控制器參數(shù)的整定 1 1）采樣周期的選擇）采樣周期的選擇 （1）采樣周期應(yīng)比對(duì)象的時(shí)間常數(shù)小得多；）采樣周期應(yīng)比對(duì)象的時(shí)間常數(shù)小得多； （2）采樣周期應(yīng)遠(yuǎn)小于對(duì)象擾動(dòng)信號(hào)的周期，一般使）采樣周期應(yīng)遠(yuǎn)小于對(duì)象擾動(dòng)信號(hào)的周期，一般使

17、擾動(dòng)信號(hào)周期與采樣周期成整數(shù)倍關(guān)系；擾動(dòng)信號(hào)周期與采樣周期成整數(shù)倍關(guān)系； （3）當(dāng)系統(tǒng)純滯后占主導(dǎo)地位時(shí)，應(yīng)盡可能使純滯后）當(dāng)系統(tǒng)純滯后占主導(dǎo)地位時(shí)，應(yīng)盡可能使純滯后時(shí)間接近或等于采樣周期的整數(shù)倍。時(shí)間接近或等于采樣周期的整數(shù)倍。 （4）如果執(zhí)行器的響應(yīng)速度比較慢，那么采樣周期過(guò)）如果執(zhí)行器的響應(yīng)速度比較慢，那么采樣周期過(guò)小將失去意義。小將失去意義。 （5）采樣周期的下限是使計(jì)算機(jī)完成采樣、運(yùn)算和輸）采樣周期的下限是使計(jì)算機(jī)完成采樣、運(yùn)算和輸出三件工作所需要的時(shí)間（對(duì)單回路而言）。出三件工作所需要的時(shí)間（對(duì)單回路而言）。 一般應(yīng)考慮如下因素：一般應(yīng)考慮如下因素： 2022-6-220 2 2）

18、PIDPID參數(shù)的工程整定法參數(shù)的工程整定法 （l）擴(kuò)充臨界比例度法）擴(kuò)充臨界比例度法 整定步驟如下：整定步驟如下： 選擇一足夠小的采樣周期。若系統(tǒng)存在選擇一足夠小的采樣周期。若系統(tǒng)存在純滯后，采樣周期應(yīng)小于純滯后的純滯后，采樣周期應(yīng)小于純滯后的110。 投入純比例控制，使投入純比例控制，使控制系統(tǒng)出現(xiàn)臨界振蕩。記控制系統(tǒng)出現(xiàn)臨界振蕩。記下臨界比例系數(shù)和臨界振蕩下臨界比例系數(shù)和臨界振蕩周期。周期。 圖圖10 10 系統(tǒng)的臨界振蕩狀態(tài)系統(tǒng)的臨界振蕩狀態(tài) 2022-6-221選擇控制度；選擇控制度；ADdttedtte 0202)(min)(min 控制度控制度 按擴(kuò)充臨界比例度法參數(shù)整定計(jì)算公式

19、，求按擴(kuò)充臨界比例度法參數(shù)整定計(jì)算公式，求取取 、 、 、 。 TPKiTdT按求得的參數(shù)運(yùn)行，在運(yùn)行中觀察控制效果，按求得的參數(shù)運(yùn)行，在運(yùn)行中觀察控制效果，用試湊法適當(dāng)調(diào)整有關(guān)控制參數(shù)，以便獲得滿意用試湊法適當(dāng)調(diào)整有關(guān)控制參數(shù)，以便獲得滿意的控制效果。的控制效果。 2022-6-222（2）擴(kuò)充響應(yīng)曲線法）擴(kuò)充響應(yīng)曲線法對(duì)于不允許進(jìn)行臨界振蕩實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)，可采用此方法。對(duì)于不允許進(jìn)行臨界振蕩實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)，可采用此方法。 整定步驟如下：整定步驟如下： 斷開數(shù)字?jǐn)嚅_數(shù)字PIDPID控制器，使控制器，使系統(tǒng)在手動(dòng)狀態(tài)下工作，給系統(tǒng)在手動(dòng)狀態(tài)下工作，給被控對(duì)象一個(gè)階躍輸入信號(hào)；被控對(duì)象一個(gè)階躍輸入信號(hào)；

20、 用儀表記錄下在階躍輸入用儀表記錄下在階躍輸入信號(hào)下的對(duì)象階躍響應(yīng)曲線；信號(hào)下的對(duì)象階躍響應(yīng)曲線； 圖圖11 11 對(duì)象階躍響應(yīng)曲線對(duì)象階躍響應(yīng)曲線 2022-6-223 選擇擴(kuò)充響應(yīng)曲線法參數(shù)整定計(jì)算公式選擇擴(kuò)充響應(yīng)曲線法參數(shù)整定計(jì)算公式 ，根據(jù)，根據(jù)測(cè)得的測(cè)得的 和和 ，求取控制參數(shù)，求取控制參數(shù) 、 、 和和 。 mTTPKiTdT 選擇控制度；選擇控制度； 按求得的參數(shù)運(yùn)行，觀察控制效果，適當(dāng)修正按求得的參數(shù)運(yùn)行，觀察控制效果，適當(dāng)修正參數(shù)，直到滿意為止。參數(shù)，直到滿意為止。 在響應(yīng)曲線上的拐點(diǎn)處作切線，得到對(duì)象等效在響應(yīng)曲線上的拐點(diǎn)處作切線，得到對(duì)象等效的純滯后時(shí)間和對(duì)象等效的時(shí)間常

21、數(shù)的純滯后時(shí)間和對(duì)象等效的時(shí)間常數(shù) ；2022-6-224本章重點(diǎn) 1.什么是數(shù)字什么是數(shù)字PID位置型控制算法和增量型控制算法？試位置型控制算法和增量型控制算法？試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 u(k)是全量值輸出，每次的輸出值都與執(zhí)行機(jī)構(gòu)是全量值輸出，每次的輸出值都與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置的位置(如控制閥門的開度如控制閥門的開度)一一對(duì)應(yīng)，所以稱之一一對(duì)應(yīng)，所以稱之為位置型為位置型PID算法。在這種位置型控制算法中，算法。在這種位置型控制算法中，由于算式中存在累加項(xiàng)，因此輸出的控制量由于算式中存在累加項(xiàng)，因此輸出的控制量u(k)不僅與本次偏差有關(guān)，還與過(guò)去歷次采樣偏差有不僅與本次偏差有關(guān)，

22、還與過(guò)去歷次采樣偏差有關(guān)，使得關(guān)，使得u(k)產(chǎn)生大幅度變化，這樣會(huì)引起系統(tǒng)產(chǎn)生大幅度變化，這樣會(huì)引起系統(tǒng)沖擊，甚至造成事故。所以實(shí)際中當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需沖擊，甚至造成事故。所以實(shí)際中當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的不是控制量的絕對(duì)值，而是其增量時(shí)，可以要的不是控制量的絕對(duì)值，而是其增量時(shí)，可以采用增量型采用增量型PID算法。算法。 )1()()()()(0kekeTTjeTTkeKkukjdip)2() 1(2)()()1()()(kekekeTTkeTTkekeKkudip2022-6-225本章重點(diǎn) (1)位置型算式每次輸出與整個(gè)過(guò)去狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算式中要用到過(guò)去偏差的累加值，容易產(chǎn)生較大的累積計(jì)算誤差；而在增

23、量型算式中由于消去了積分項(xiàng)，從而可消除調(diào)節(jié)器的積分飽和，在精度不足時(shí)，計(jì)算誤差對(duì)控制量的影響較小，容易取得較好的控制效果。 (2)為實(shí)現(xiàn)手動(dòng)自動(dòng)無(wú)擾切換，在切換瞬時(shí)，計(jì)算機(jī)的輸出值應(yīng)設(shè)置為原始閥門開度u0，若采用增量型算法，其輸出對(duì)應(yīng)于閥門位置的變化部分，即算式中不出現(xiàn)u0項(xiàng)，所以易于實(shí)現(xiàn)從手動(dòng)到自動(dòng)的無(wú)擾動(dòng)切換。 (3)采用增量型算法時(shí)所用的執(zhí)行器本身都具有寄存作用，所以即使計(jì)算機(jī)發(fā)生故障，執(zhí)行器仍能保持在原位，不會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成惡劣影響。2022-6-226本章重點(diǎn) 2、PID的的Kp、Ki、Kd 參數(shù)各有什么作用？參數(shù)各有什么作用？ 比例系數(shù)Kp的增大利于提高靈敏度，加快調(diào)節(jié)速度，減小穩(wěn)態(tài)誤差，但不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。Kp過(guò)大時(shí)，系