基本PID算法课件

热工控制理论与应用

主讲：www.Z200704y4/2/2023参考教材1.工业过程高级控制（为主）

邵惠鹤编著（第2版）上海交大出版社2.高等过程控制

王桂增等编著清华大学出版社3.过程控制

金以慧主编清华大学出版社

4/2/2023上课内容第一章基本PID算法第二章非线性控制第三章几种常见线性模型第四章多变量系统的关联分析与解偶控制第五章状态反馈控制系统的设计第六章大纯滞后和逆向响应过程的控制第七章自适应控制系统第八章预测控制4/2/2023第0章序论智能控制理论：当前控制理论的研究热点之一。在解决高维性，系统信息的模糊性、不确定性、偶然性和不完全性上独占优势。包括：基于知识的专家系统模糊控制人工神经网络控制学习控制基于信息论的智能控制。虽然智能控制理论只有十几年的历史，尚未形成比较完整的体系，但其已有的应用成果和理论发展正成为自动控制的前沿学科之一。4/2/2023第0章序论现代工业控制软件：以多变量预测控制为主，采用神经、模糊、遗传算法，实现多变量非线性控制，数据软测量，故障诊断等。4/2/2023第一章基本PID算法1.1PID控制器参数与控制品质之间关系1.2PID控制器的编程实现1.3各种PID的改进算法1.4工程PID4/2/2023第一章基本PID算法1.1PID控制器参数与控制品质之间关系Rx1外扰内扰4/2/2023（1）影响输出y的因素：

<i>

扰动；<ii>调节作用；品质：<i>最大动态偏差；<ii>系统稳定性，振荡的程度；

4/2/2023（2）基本调节作用P、I、D，相应调节器：P、PI、D、PD、PIDPID参数与品质因素之间的关系：----比例系数（0.5~2.0）；----积分时间（单位：s或min）；<i>锅炉：50~200s；<ii>汽机：15~50s；----微分时间----比例带（单位：%）（50~300）各个基本调节作用的目的是什么？4/2/2023P_hlevel4.mdl演示给定值变化扰动变化Kc小Kc大Kc小Kc大课后作业1.1：在外部扰动作用下，Kp的大小，对稳定性、稳态误差、过渡过程的影响怎样？受控对象分别采用二阶有自平衡和无自平衡。4/2/2023积分作用：1。积分不利于稳定性。动态过程，长期偏差存在，Ui输出太大，超调严重。2。不合理。A点，UI减小合理，B点，偏差在减小，UI继续减小不合理。3。积分作用要改进使用-》积分分离。4/2/2023微分作用：一般情况下，对快速过程不必加微分环节，而对慢过程需要加入微分环节,改善动态；当执行器动作次数在2~6次/min时，微分系数比较合理。1。加快起始时刻动作程度，加快响应速度。E(t)小，de(t)不小。2。合理性。E(t)变大，ud加大（正）；E(t)变小，ud变小（为负），不容易超调，减少震荡=》稳定性加强。3。敏感性。Td太大，对de(t)太敏感。导致动态过程执行机构动作频繁，造成系统长时间稳定不下来。4。实际系统谨慎加。保证稳定的动作次数。加D不加D提问：微分越大越好？？4/2/20231.2PID控制器的编程实现离散化：4/2/2023离散化：其中：

所以：

4/2/2023位置式：增量式：直接输出阀位指令。大部分的控制系统。具有保持的执行机构接受。失电时du(t)=0,u不变，影响小。4/2/20231.3各种PID的改进算法（1）积分分离思想：

，切除积分，采用PD调节，

；

，投入积分，采用PID调节，

；

（2）智能PID<i>当

与

同号，

小；<ii>当

与

异号，

大；提问：积分的目的？？4/2/2023（3）实际微分的PID控制算法离散化后：

4/2/2023（1）

（2）

（3）

4/2/20231.4工程PID

4/2/2023main(){floatSP,PV,E，F，Li，Hi，TR；floatKp,Ti,TD,T,KI,KD;intTL;floate[3],u[2],u;T=0.2;KI=Kp*T/Ti;KD=Kp*TD/T;u[0]=u[1]=0;e[0]=e[1]=e