實(shí)驗(yàn)三積分分離PID控制算法

常州大學(xué)信息數(shù)理學(xué)院計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告第三次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱專業(yè)自動(dòng)化142實(shí)驗(yàn)組別姓名徐亮學(xué)號(hào)14417228同實(shí)驗(yàn)者李國(guó)梁、王凱翔記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)間2017年06月11日成績(jī)審閱教師、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解和掌握PID控制系統(tǒng)中的積分飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生原因及消除的方法。（2）觀察和分析采用積分分離法實(shí)現(xiàn)PID控制后，控制性能改善的程度及原因。（3）觀察和分析在積分分離PID控制系統(tǒng)中，積分分離法的分離閥值Eo對(duì)輸出波形的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理及說(shuō)明在控制過(guò)程中，只要系統(tǒng)存在偏差，積分的作用就會(huì)繼續(xù)，當(dāng)偏差較大或累加積分項(xiàng)太快時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象，使系統(tǒng)產(chǎn)生超調(diào)，甚至引起振蕩，這對(duì)某些生產(chǎn)過(guò)程是絕對(duì)不允許的。引進(jìn)積分分離法，既保持了積分的作用，又減小了超調(diào)量，使得控制性能有了較大的改善。積分分離法要設(shè)置積分分離閥值Eo,其數(shù)值范圍為0~5.0V。當(dāng)E（k）>E0時(shí)（偏差值E（k）比較大時(shí)），采用PD控制；當(dāng)E（k）差值E（k）比較大時(shí)），采用PD控制；當(dāng)E（k）WE0時(shí)（偏差值E（k）比較小時(shí)），采用PID控制。積分分離法PID算法可表示為：Ki卜」h-i「十.0=■—t-療…應(yīng)｝二遲鉅占益片存廠—尸匡兇亠盤匡T)]I』HF--I9卜三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（1）運(yùn)行LABACT程序，選擇微機(jī)控制菜單下的數(shù)字PID控制實(shí)驗(yàn)下的積分分離PID控制選項(xiàng)，再選擇開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，就會(huì)彈出虛擬示波器的界面，點(diǎn)擊開(kāi)始后將自動(dòng)加載相應(yīng)源文件，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序。在程序運(yùn)行中，隨時(shí)可修改控制系數(shù)PID然后點(diǎn)擊發(fā)送，無(wú)須點(diǎn)擊停止；只有在需觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，才需點(diǎn)擊停止。（2）將函數(shù)發(fā)生器（B5）單元的輸出（OUT）作為系統(tǒng)輸入R。（連續(xù)的正輸出寬度足夠大的階躍信號(hào)）a.將該單元的S1置'階躍'檔（最頂端），S2'0.2-6S'檔。b.調(diào)節(jié)調(diào)幅電位器使OUT輸出電壓<2.5V,調(diào)節(jié)調(diào)寬電位器使OUT正輸出寬度>2秒。（3）安置短路套、聯(lián)線，構(gòu)造模擬電路：安置短瞎套：丨|］丨（歷測(cè)孔聯(lián)線橈塊號(hào)營(yíng)桂墜號(hào)輸入信號(hào)KB5(OUT)-Al(Hl)1A1'陸S6運(yùn)放級(jí)慕Al(OUT)tA2(Hl)2A2SbS6SiSSiA2(OUT)^B8(ZN7)一丄.A3'SI,￡8.眇.14]信號(hào)遙接[B2〔0LJT2)tA3CHHS10,S115卜1國(guó)故級(jí)朕AJ(OUT)(Hl)4A6S4,S96員反饋A&(OUT)~^A2(H2)5B5S-ST7i.跨接元井元件轟A］二亙讀式匕變電回-I1111—I—r111111R—I(10OK)跨接到3（1劃和?UT）才間（4）虛擬示波器（B3）的聯(lián)接：示波器輸入端CH1接到A6單元輸出端OUT

(C),CH1選'X1'檔。(5)運(yùn)行、觀察、記錄：(6)該實(shí)驗(yàn)的顯示界面中采樣周期T(1~99)x5mS,“控制系數(shù)”欄的比例系數(shù)Kp(0.00~2.00)、調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)Ti(1~199mS)、調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間常數(shù)Td(0~200mS)；均可由用戶在界面上直接修改，以期獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。改變Kp、Ti、Td這些參數(shù)后,只要再次點(diǎn)擊“發(fā)送”鍵,即可使實(shí)驗(yàn)機(jī)按照新的控制參數(shù)運(yùn)行。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及截圖五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析本次積分分離PID控制算法實(shí)驗(yàn)，有了前面的標(biāo)準(zhǔn)PID控制算法實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),本次實(shí)驗(yàn)相對(duì)來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單了很多。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我明白了實(shí)驗(yàn)的過(guò)程及原理，也學(xué)