为什么可以把带死区的pid控制算法称为非线性的pid控制算法

2020-06-18 科技 371阅读

在计算机控制系统中,某些系统为了避免控制作用的过于频繁,消除由于频繁动作所
引起的振荡,可以采用带死区的PID控制算法,如图5.17所示。相应的控制算式为


式中,死区e。是一个可调的参数,其具体数值可根据实际控制对象由实验确定。如果e。
太小,将使控制动作过于频繁,达不到稳定被控对象的目的;若印过大,则系统将产生
较大的滞后。带死区的PID控制系统实际上是一个非线性系统。即当le(k)l≤le0印丨时,数
字控制器的输出为零;当le(k)l>le0时,数字控制器有PID控制输出。

另外,从数字PID算法中的增量式算法中,我们知道其中的积分项为


由于计算机字长的限制,当运算结果小于计算机能够表示的最小的数(即字长的精度ε)
时,计算机就将它作为“零”而丢弃。由上式可知,当计算机运算字长较短、采样周期
T0。也较短、而积分时间又较长时,△u(k)容易出现因计算结果小于字长的精度而将其丢
弃。这时控制器失去积分作用,从无差系统变成有差系统,降低了控制品质。这种现象称
为积分不灵敏区。积分不灵敏区是数字控制器特有的现象。


为了消除积分不灵敏区,通常采用以下措施:
(1)增加计算字长,同时增加A/D转换器的字长,这样可以提髙运算精度,减少出
现积分不灵敏区的机会。即使出现,也可以减小对控制精度的影响。
(2)在积分运算部分采用双倍字长,当运算结果小于精度e时,不是将其丢弃,而是
将它们累加起来。在累加结果大于ε时,将其作为积分结果输出,同时调整累加器的值。 

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