機(jī)電系統(tǒng)檢測(cè)及控制-第七章 數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì) (2)

1、濟(jì)南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院濟(jì)南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院7.1 概述概述7.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字PID控制器控制器7.3 數(shù)字?jǐn)?shù)字PID的參數(shù)整定的參數(shù)整定第七章 數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計(jì)7.1 7.1 概述概述一、模擬一、模擬PIDPID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器根據(jù)偏差的比例（根據(jù)偏差的比例（P P）、積分（）、積分（I I）、微）、微分（分（D D）進(jìn)行控制（簡(jiǎn)稱）進(jìn)行控制（簡(jiǎn)稱PIDPID控制），是控制控制），是控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。實(shí)際系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和理論分析都表明，運(yùn)用這種控制運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和理論分析都表明，運(yùn)用這種控制規(guī)律對(duì)許多工業(yè)過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，都能得到規(guī)律對(duì)許多工業(yè)過(guò)程進(jìn)行

2、控制時(shí)，都能得到滿意的效果。滿意的效果。常用的模擬常用的模擬PIDPID控制系統(tǒng)如圖控制系統(tǒng)如圖1 1所示，所示，該系統(tǒng)由模擬該系統(tǒng)由模擬PIDPID控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控對(duì)控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和被控對(duì)象組成。象組成。 7.1 7.1 概述概述一、模擬一、模擬PIDPID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器圖圖1 1模擬模擬PIDPID控制系統(tǒng)的原理框圖控制系統(tǒng)的原理框圖 7.1 7.1 概述概述一、模擬一、模擬PIDPID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器PIDPID控制器是一種線性控制器，它根據(jù)偏差信號(hào)控制器是一種線性控制器，它根據(jù)偏差信號(hào)e e( (t t)=)=r r( (t t)-)-y y( (t t) )的比例（的比例（P P）

3、、積分（）、積分（I I）和微分（）和微分（D D），通過(guò)），通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。其控制規(guī)律為線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。其控制規(guī)律為01d ( )( )( )( )ddtPDe tu tKe te ttTTt其中，u(t)為控制量。對(duì)應(yīng)的模擬PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 7.1 7.1 概述概述一、模擬一、模擬PIDPID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器)11 ()()()(sTsTKsEsUsDDIP式中：KP比例系數(shù)；TI積分時(shí)間常數(shù)；TD微分時(shí)間常數(shù)。 7.1 7.1 概述概述一、模擬一、模擬PIDPID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器 簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，PIDPID控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如

4、下：控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下： （1 1）比例環(huán)節(jié)：即時(shí)成比例地反映控制系統(tǒng)的）比例環(huán)節(jié)：即時(shí)成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)偏差信號(hào)e(t) e(t) ，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差?？刂谱饔?，以減少偏差。（2 2）積分環(huán)節(jié)：主要用于消除穩(wěn)態(tài)誤差，提）積分環(huán)節(jié)：主要用于消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的無(wú)差度。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間高系統(tǒng)的無(wú)差度。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)常數(shù)T TI I，T TI I越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。（3 3）微分環(huán)節(jié)：能反映偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)）微分環(huán)節(jié)：能反映偏差信號(hào)的變化

5、趨勢(shì)（變化速率），并能在偏差信號(hào)值變得太大之前，（變化速率），并能在偏差信號(hào)值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間。系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間。7.1 7.1 概述概述二、數(shù)字控制器二、數(shù)字控制器 模擬控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的控制器是連續(xù)模擬模擬控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的控制器是連續(xù)模擬環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)模擬調(diào)節(jié)器。數(shù)字控制系統(tǒng)中，則使用模擬調(diào)節(jié)器。數(shù)字控制系統(tǒng)中，則使用數(shù)字控制器。數(shù)字控制器?？刂破骺刂破鲌?zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對(duì)象被控對(duì)象變換發(fā)送單元變換發(fā)送單元測(cè)量元件測(cè)量元件給定信號(hào)給定信號(hào)被控參數(shù)被控參數(shù) 閉環(huán)控制系統(tǒng)

6、框圖閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖7.1 7.1 概述概述數(shù)字控制器的控制過(guò)程：數(shù)字控制器的控制過(guò)程： 首先通過(guò)模擬量輸入通道對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行采首先通過(guò)模擬量輸入通道對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行采樣，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；然后計(jì)算機(jī)按一定控樣，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；然后計(jì)算機(jī)按一定控制算法進(jìn)行運(yùn)算處理，運(yùn)算結(jié)果由模擬量輸出通制算法進(jìn)行運(yùn)算處理，運(yùn)算結(jié)果由模擬量輸出通道輸出，并通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)去控制生產(chǎn)過(guò)程。道輸出，并通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)去控制生產(chǎn)過(guò)程。 在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，在微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)執(zhí)行按某執(zhí)行按某種算法編寫(xiě)的程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控制對(duì)象的控制和種算法編寫(xiě)的程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控制對(duì)象的控制和調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)，被稱為數(shù)字控制器

7、被稱為數(shù)字控制器。執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)D/AD/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器A/DA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器被控對(duì)象被控對(duì)象被控參數(shù)被控參數(shù)微處理器微處理器微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)給定信號(hào)給定信號(hào) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)框圖1、用數(shù)字控制器代替模擬控制器的原因、用數(shù)字控制器代替模擬控制器的原因1）模擬調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)能力有限，數(shù)字控制器則能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜）模擬調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)能力有限，數(shù)字控制器則能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜 控制規(guī)律；控制規(guī)律；3）數(shù)字控制器具有靈活性，通過(guò)改變控制程序可以實(shí)現(xiàn)）數(shù)字控制器具有靈活性，通過(guò)改變控制程序可以實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)和控制方式的修改；控制參數(shù)和控制方式的修改；4）計(jì)算機(jī)除實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制外，還能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、）計(jì)

8、算機(jī)除實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制外，還能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字顯示等功能。數(shù)字顯示等功能。2）計(jì)算機(jī)具有分時(shí)控制能力，可實(shí)現(xiàn)多回路控制；）計(jì)算機(jī)具有分時(shí)控制能力，可實(shí)現(xiàn)多回路控制；7.1 7.1 概述概述2、數(shù)字控制器的兩種設(shè)計(jì)方法、數(shù)字控制器的兩種設(shè)計(jì)方法1）模擬化設(shè)計(jì)方法（間接設(shè)計(jì)法）模擬化設(shè)計(jì)方法（間接設(shè)計(jì)法）將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)近似的看成模擬系統(tǒng)，將計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)近似的看成模擬系統(tǒng)，用連續(xù)系統(tǒng)的理論來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)，再用連續(xù)系統(tǒng)的理論來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)，再將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)變成數(shù)字計(jì)算機(jī)的控制算法。一將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)變成數(shù)字計(jì)算機(jī)的控制算法。一般用拉氏變換來(lái)進(jìn)行分析。般用拉氏變換來(lái)進(jìn)行分析。2）離散化設(shè)計(jì)

9、方法（直接設(shè)計(jì)法）離散化設(shè)計(jì)方法（直接設(shè)計(jì)法）把計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)適當(dāng)變換，變成純把計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)適當(dāng)變換，變成純粹的離散系統(tǒng)，用粹的離散系統(tǒng)，用Z變換等工具進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，變換等工具進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，直接設(shè)計(jì)出控制算法。直接設(shè)計(jì)出控制算法。7.1 7.1 概述概述7.1 7.1 概述概述模擬調(diào)節(jié)器用微分方程形式表示時(shí)，其導(dǎo)數(shù)可用差分近似。差分變化法步驟如下： 1）將原始的連續(xù)校正裝置傳遞函數(shù)D(s)轉(zhuǎn)換成微分方程； 2）用差分方程近似微分方程。（采用后向差分）3、 差分變換法差分變換法1一階后向差分一階后向差分 一階導(dǎo)數(shù)用下式來(lái)近似一階導(dǎo)數(shù)用下式來(lái)近似2二階后向差分二階后向差分 二階導(dǎo)數(shù)用下式

10、來(lái)近似二階導(dǎo)數(shù)用下式來(lái)近似Tkukudttdu) 1()()(22T)2k(u) 1k(u2)k(uTT)2k(u) 1k(uT) 1k(u)k(uT) 1k(u)k(udt) t (ud7.1 7.1 概述概述 在模擬控制系統(tǒng)中，在模擬控制系統(tǒng)中，PID控制算法的模擬表達(dá)式為控制算法的模擬表達(dá)式為 式中式中 為控制器的輸出信號(hào)；為控制器的輸出信號(hào)； 為偏差信號(hào)，為偏差信號(hào)，它等于給定量與反饋量之差；它等于給定量與反饋量之差；KP為比例系數(shù)；為比例系數(shù)； 為積分時(shí)間常數(shù)；為積分時(shí)間常數(shù)； 為微分時(shí)間常數(shù)。為微分時(shí)間常數(shù)。tDIPdttdeTdtteTteKtu0)()(1)()()(tu)(t

11、eITDT7.2 7.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器控制器 為了實(shí)現(xiàn)上式所示的控制算法，必須將其離散為了實(shí)現(xiàn)上式所示的控制算法，必須將其離散化，即用離散的差分方式來(lái)代替連續(xù)系統(tǒng)的微分方化，即用離散的差分方式來(lái)代替連續(xù)系統(tǒng)的微分方程。程。連續(xù)時(shí)間的離散化，即連續(xù)時(shí)間的離散化，即積分用累加求和近似得積分用累加求和近似得微分用一階后向差分近似得微分用一階后向差分近似得KTt ), 2 , 1 , 0(nK tKjKjjeTTjete000)()()(Tkekedttde) 1()()(7.2 7.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器控制器位置式控制算式位置式控制算式位置式控制算式位置式控制算式t=T為采樣

12、周期；為采樣周期；e(k)為系統(tǒng)第為系統(tǒng)第k 次采樣時(shí)刻偏差值；次采樣時(shí)刻偏差值；k為采樣序列。將這三式代入得到離散的為采樣序列。將這三式代入得到離散的PID表達(dá)式表達(dá)式上式稱為上式稱為PID位置式控制算式。位置式控制算式。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：只進(jìn)行四則運(yùn)算運(yùn)算就可求出當(dāng)前位置值只進(jìn)行四則運(yùn)算運(yùn)算就可求出當(dāng)前位置值u(k)，容易用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)；容易用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：在計(jì)算在計(jì)算u(k)時(shí)，不僅需知道本次和上次偏差信時(shí)，不僅需知道本次和上次偏差信號(hào)號(hào)e(k) 和和e(k-1)，而且在積分項(xiàng)中還要對(duì)歷次的偏差，而且在積分項(xiàng)中還要對(duì)歷次的偏差信號(hào)信號(hào)e(j)進(jìn)行相加求和。既繁瑣又占用大量?jī)?nèi)存。進(jìn)行

13、相加求和。既繁瑣又占用大量?jī)?nèi)存。kjkekeTTDjeTITkeKPku0)1()()()()(7.2 7.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器控制器位置PID的遞推算式由式寫(xiě)出前次（即k-1次）的輸出u(k-1)為10)2() 1()() 1() 1(kjkekeTTDjeTITkeKPku(1)-(2)2() 1(2)()() 1()() 1()(kekekeTTDkeTITkekeKPkuku)2() 1()() 1()2() 1()21 ()()1 () 1()(210keakeakeakukeTTKkeTTKkeTTTTKPkukuDPDPDITTKaTTKaTTTTKaDPDPDIP21

14、0),21 (),1 (式中：7.2 7.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器控制器位置式位置式PID的程序?qū)崿F(xiàn)的程序?qū)崿F(xiàn)程序流程：取a0、e (k)作乘法取給定值、反饋值形成偏差取a1、e(k-1)作乘法取a2、e(k-2)作乘法作a2e(k-2)-a1e(k-1)作a2e(k-2)-a1e(k-1)+a0e(k)作a2e(k-2)-a1e(k-1)+a0e(k)+u(k-1)輸出u (k)u(k-1) u (k)e(k-2) e(k-1)e(k-1) e (k)增量式數(shù)字增量式數(shù)字PID控制器控制器在上式中令 則 ) 1()()(kukuku) 2() 1()()(210keakeakeaku相

15、對(duì)位置式相對(duì)位置式PID的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)：1）算式不累加，當(dāng)存在計(jì)算誤差或精度不足時(shí)，對(duì)控制量）算式不累加，當(dāng)存在計(jì)算誤差或精度不足時(shí)，對(duì)控制量的計(jì)算影響較小。的計(jì)算影響較小。2）只輸出控制增量，誤動(dòng)作時(shí)影響小。）只輸出控制增量，誤動(dòng)作時(shí)影響小。 在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字PID控制的各種算式形式的控制的各種算式形式的選擇視執(zhí)行器的形式、被控對(duì)象的特性而定。選擇視執(zhí)行器的形式、被控對(duì)象的特性而定。 若執(zhí)行機(jī)構(gòu)不帶積分部件，其位置和計(jì)算機(jī)輸出若執(zhí)行機(jī)構(gòu)不帶積分部件，其位置和計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量是一一對(duì)應(yīng)的話的數(shù)字量是一一對(duì)應(yīng)的話(如電液伺服閥如電液伺服閥)，就要，就要采用位置式算式。采用位

16、置式算式。 若執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶積分部件若執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶積分部件(如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)閥門或帶動(dòng)多圈電位器機(jī)帶動(dòng)閥門或帶動(dòng)多圈電位器)，就可用增量式算，就可用增量式算法。若執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求速度設(shè)定就選用速度式算式。法。若執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求速度設(shè)定就選用速度式算式。7.2 7.2 數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器控制器1. PID控制器參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響控制器參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響 (1)比例系數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響比例系數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響 （a）對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響）對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響 比例系數(shù)加大，會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速度加快。比例系數(shù)加大，會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速度加快。但偏大，則振蕩次數(shù)增多，調(diào)節(jié)

17、時(shí)間加長(zhǎng)。當(dāng)太大但偏大，則振蕩次數(shù)增多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)。當(dāng)太大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定。若太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定。若太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。作緩慢。 （b）對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響）對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響 加大比例系數(shù)，在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，可以減小穩(wěn)加大比例系數(shù)，在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，可以減小穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度。但需要注意的是加大只是態(tài)誤差，提高控制精度。但需要注意的是加大只是減少穩(wěn)態(tài)誤差，不可能完全消除。減少穩(wěn)態(tài)誤差，不可能完全消除。 7.37.3數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器的參數(shù)整定控制器的參數(shù)整定(2)積分時(shí)間常數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響積分時(shí)間常數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響（a）對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響）對(duì)動(dòng)

18、態(tài)特性的影響 太小時(shí)，系統(tǒng)將不穩(wěn)定，偏小，則系統(tǒng)振太小時(shí)，系統(tǒng)將不穩(wěn)定，偏小，則系統(tǒng)振蕩次數(shù)較多。太大，對(duì)系統(tǒng)性能的影響減蕩次數(shù)較多。太大，對(duì)系統(tǒng)性能的影響減少。當(dāng)合適時(shí)，過(guò)渡過(guò)程的特性則比較理少。當(dāng)合適時(shí)，過(guò)渡過(guò)程的特性則比較理想。想。（b）對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的影響）對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的影響 積分控制能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，提高控積分控制能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制系統(tǒng)的控制精度。但是，當(dāng)偏大時(shí)，積制系統(tǒng)的控制精度。但是，當(dāng)偏大時(shí)，積分作用會(huì)減弱，以致于不能減小穩(wěn)態(tài)誤差。分作用會(huì)減弱，以致于不能減小穩(wěn)態(tài)誤差。7.37.3數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器的參數(shù)整定控制器的參數(shù)整定(3)微分時(shí)間常數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響微

19、分時(shí)間常數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響 微分控制可以改善動(dòng)態(tài)特性，減小超調(diào)量，縮短微分控制可以改善動(dòng)態(tài)特性，減小超調(diào)量，縮短調(diào)節(jié)時(shí)間，允許加大比例控制，使穩(wěn)態(tài)誤差減小，調(diào)節(jié)時(shí)間，允許加大比例控制，使穩(wěn)態(tài)誤差減小，提高控制精度。提高控制精度。 當(dāng)偏大或偏小時(shí)，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)偏大或偏小時(shí)，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，只有合適時(shí)，才可以得到比較滿意的過(guò)渡過(guò)程。只有合適時(shí)，才可以得到比較滿意的過(guò)渡過(guò)程。7.37.3數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器的參數(shù)整定控制器的參數(shù)整定2.采樣周期選擇的原則采樣周期選擇的原則 (1). 必須滿足采樣定理的要求。必須滿足采樣定理的要求。(2). 從控制系統(tǒng)的隨動(dòng)和抗干擾性能

20、來(lái)看，則小些好。從控制系統(tǒng)的隨動(dòng)和抗干擾性能來(lái)看，則小些好。干擾頻率越高，則采樣頻率最好也愈高，以便實(shí)現(xiàn)干擾頻率越高，則采樣頻率最好也愈高，以便實(shí)現(xiàn)快速跟隨和快速抑制干擾?？焖俑S和快速抑制干擾。(3). 根據(jù)被控對(duì)象的特性來(lái)選擇，快速系統(tǒng)的應(yīng)取小些，根據(jù)被控對(duì)象的特性來(lái)選擇，快速系統(tǒng)的應(yīng)取小些，反之，可取大些。反之，可取大些。(4). 根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型來(lái)選擇，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作慣性根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型來(lái)選擇，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作慣性大時(shí)，可取大些，否則，執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)不及反應(yīng)控制大時(shí)，可取大些，否則，執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)不及反應(yīng)控制器輸出值的變化。器輸出值的變化。 (5). 從計(jì)算機(jī)能否精確執(zhí)行控制算式來(lái)選擇，應(yīng)取

21、大些。從計(jì)算機(jī)能否精確執(zhí)行控制算式來(lái)選擇，應(yīng)取大些。因?yàn)橛?jì)算機(jī)字長(zhǎng)有限，過(guò)小，偏差值可能很小，甚因?yàn)橛?jì)算機(jī)字長(zhǎng)有限，過(guò)小，偏差值可能很小，甚至為至為0，調(diào)節(jié)作用微弱，微分、積分作用不明顯。，調(diào)節(jié)作用微弱，微分、積分作用不明顯。7.37.3數(shù)字?jǐn)?shù)字PIDPID控制器的參數(shù)整定控制器的參數(shù)整定3. 用擴(kuò)充臨界比例控制度法選擇用擴(kuò)充臨界比例控制度法選擇PID參數(shù)參數(shù) (1)選擇一個(gè)合適的采樣周期，控制器作純比例控制。選擇一個(gè)合適的采樣周期，控制器作純比例控制。 (2)調(diào)整調(diào)整 的值，使系統(tǒng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下相應(yīng)的值，使系統(tǒng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下相應(yīng)的臨界振蕩周期和臨界振蕩增益。的臨界振蕩周期和臨界振蕩增益。 (3)選擇合適的控制度。所謂控制度，就是數(shù)字控制選擇合適的控制度。所謂控制度，就是數(shù)字控制器和模擬控制器所對(duì)應(yīng)的過(guò)渡過(guò)程的誤差平方的積器和模擬控制器所對(duì)應(yīng)的過(guò)渡過(guò)程的誤差平方的積分比。分比。 通常，當(dāng)控制度為通常，當(dāng)控制度為1.05時(shí)，數(shù)字控制器和模擬控制時(shí)，數(shù)字控制器和模擬控制器的控制效果相當(dāng)。當(dāng)控制度為器的控制效果相當(dāng)。當(dāng)控制度為2.0時(shí)，數(shù)字控制器時(shí)，數(shù)字控制器比模擬控制器的控制質(zhì)量差比模擬控制器的控制質(zhì)量差1倍。倍。根據(jù)控制度查表根據(jù)控制度查表1，即