PID水量控制仿真演示系统-Read.PDFVIP

PID 量控制仿真演示系统 如今的现场工作中自动控制是一门重要的学科，其中PID 的应用 非常的广泛，一些单片机的书中都有PID 的原理介绍，但是面对具体 问题就不知道如何应用了，主要问题是里面所用到的参数以及计算结 果需要进行什么处理，通过什么样的换算才能具体到实际问题。另外， 在计算方法上也存在着数值的计算方法问题。而且，参数的计算也必 须经过实际的测试才能完 ，要整订一套好的PID 参数必须有一个好 的模拟环境。下面我就介绍一种模拟PID 运行的方法。 这样的系统设计需要很多的理论，下面我根据简要的介绍一些必 要的理论知识，一般书中提供的计算公式中的几个名词： 1． 直接算法和增量算法 （这里所谓的增量算法就是相对于标准算 法的相邻两次运算之差，得到的结果就是增量）。 2 ． 基本偏差 e(t),表示当前测量值与设定目标间的差，设定目标是 被减数，结果可为正负，正数表示还未到达，负数表示已经超 过了设定值 （这是面向比例项用的变动数据）。 3 ． 累计偏差 e(t) e(t) e(t 1) e(t 2) e(t 1) （这是我们每次测量 到偏差值的总和。（这是代数和考虑到他是正负号运算的，这是 面向积分项用的变动数据）。 4 ． 基本偏差的相对偏差e(t) e(t 1) ,本次的基本偏差减去上一次的 基本偏差，用于考查当前控制对象的趋势，作为快速反应的重 要依据，（这是微分项的一个变动数据）。 1 5 ． 三个基本参数Kp ,Ki , Kd 这是做好一个控制器的关键常数分别称 为：比例常数，积分常数，微分常数，（不同的控制对象他们需 要选择不同的值）。 6 ． 标准的计算公式 Pout(t) Kp * e(t) Ki * e(t) Kd * e(t) e(t 1) 上次的计算值 Pout(t 1) Kp *e(t 1) Ki * e(t 1) Kd * e(t 1) e(t 2) 两式相减得到增量法计算公式 Pdlt Kp * e(t) e(t 1) Ki *e(t) Kd * e(t) 2 *e(t 1) e(t 2) 比例，积分，微分的线性组合，构 控制量e(t) ，称为PID 。 比例（Proportional ） 积分（Integrating ） 微分（Differentiation ） 三个基本参数Kp ,Ki , Kd 在实际中的作用： 1． 比例调节作用 （Kp ）：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出 现了偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差，比例参数 大，可以加 调节，减少误差。但是，过大的比例参数，是系 统的稳定性下降，甚至造 系统的不稳定。 比例（P）控制器 Pout(t) Kp *e(t) 2 ． 积分调节作用 （Ki ）：是使系统消除稳态误差的，提高无差度。 因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积 分输出一常数值。积分作用的强弱取决于积分时间常数 ， 越 Ti Ti 小，积分作用就越强。反之Ti 大则积分作用弱，加入积分调节 2 可使系统稳定性下降，动态相应慢。积分作用常与另两种调节 规律结合组 PI 调节器或者PID 调节器。 比例+积分（PI）控制器 Pout(t) Kp * e(t) 1 t e(