不完全微分PID算法在纯滞后系统中的应用.pdfVIP

不完全微分PID 算法在纯滞后系统中的应用 朱仲邃 嘉应学院 物理系,广东 梅州 514015 摘要：提出在 PID 算法中加入一阶惯性环节，通过不完全微分 PID 算法来改善干扰对系统的影响，用 MATLAB 仿真分析说 明该算法在改善过程的动态性能方面具有良好的控制精度。 关键词：纯滞后，不完全微分，PID 算法 中图分类号：TP273 文献标识码：A Application of PID Algorithm with Incomplete Derivation in Time-delay System ZHU Zhongsui Department of Physics ，Jiaying University，Meizhou 514015 ，China Abstract: A digital PID control algorithm with incomplete derivation is presented. MATLAB simulations show this algorithm has good dynamic performance such as control accuracy. Key Word: Time-delay ，Incomplete derivation ， PID algorithm 1．引言 在 PID 控制中，微分信号的引入可改善系统的动态特性，加快系统的动作速度，减少调节时间，但也 易引入高频干扰，在误差扰动突变时尤其显出微分项的不足。微分输出项为： K T UD (k ) P D [e(k ) −e(k −1)] T 当e(k ) 为阶跃函数时，UD (k ) 输出的特点： （1）微分项的输出仅在第一个周期起激励作用，对于时间常数较大的系统，其调节作用很小，不能 达到超前控制误差的目的。 （2 ）U 的幅值K T / T 一般比较大，容易造成计算机中数据溢出；此外，U 过大、过快的变化， D P D D 对执行机构也会造成不利的影响（通常T T ）。 D 2 ．不完全微分PID 算法设计 [ ] 为了克服上述缺点，在 PID 算法中加一个一阶惯性环节（低通滤波器） G (s) 1/ 1+T (s) ，将低 f f 通滤波器直接加在微分环节上，构成如图 1 的不完全微分PID 控制： 图 1 不完全微分 PID 控制算法结构图 ⎛ K K T s ⎞ ⎜ P P D ⎟ U(s) K + + E (s) U (s) +U (s) +U (s) ⎜ P T s 1+T s ⎟ P I D ⎝ I f ⎠ 将上式离散