newhand1991 发表于 2012-5-16 13:29 ![]()
积分优化?? 怎么优化？
来源：知网空间
在常规的PID控制中，当有较大的扰动或大幅度改变设定位时，由于有较大的偏差，以及系统固有的惯性和滞后，在积分项的作用下，往往会产生较大的超调和长时间的波动。特别对于温度、成分等变化缓慢的过程，这一现象更为严重。为此，可采用积分分离措施，当偏差e(n)较大时，取消积分作用;当偏差e(n)较小时，才使用积分作用。即
当|e(n)|>ε时，用PD或仅用P控制;
当|e(n)|<ε时，用PID控制。
积分分离值ε应根据具体对象及要求确定。为了实现积分分离，改造式(10.2-18)，分为
ΔuPD(n)=ΔuP(n)+ΔuD(n)
(10.2-32)
(10.2-33) 得
u(n)=u(n-1)+Δu(n)+ΔuI(n)， |e(n)|<ε
(10.2-34a)
u(n)=u(n-1)+Δu(n)， |e(n)|>ε
(10.2-34b)
(二) 抗积分饱和
若长时间存在偏差或偏差较大，计算出的控制量u(n)有可能超出D/A变换器所能表示的数值范围。例如 12位D/A变换器的数值范围为000H～0FFFH(H表示十六进制)，它对应执行机构的两个极限位置，设u(n)=0FFFH，为调节阀全开;u(n)=000H，调节阀为全关。当执行机构已到极限位置，仍然不能消除偏差时，由于积分作用，控制计算所得的结果仍会继续增大或减小，而此时执行机构已无相应的动作，这就称为积分饱和。当出现积分饱和时，超调量增加，控制品质变坏。防止积分饱和的办法是对计算出的控制量u(n)限幅，并当出现积分饱和时，把积分作用切除掉。仍以12位D/A为例，
当u(n)<0时，取u(n)=0;
当u(n)>0FFFH时，取u(n)=0FFFH。
(三) 消除积分不灵敏区
由于字长限制，数字运算总有误差存在，以式(10.2-33)表示的积分增量为例，当运算字长较短，控制周期T较短，而积分时间TI又较长时，ΔuI(n)容易出现比最小位代表的数更小的数，它将作为机器“0”而舍弃，此时也就没有积分作用，这样的区间称为积分不灵敏区。
例如，某温度控制系统，温度量程为0～1275℃，A/D变换器为8位，采用8位定点运算。设KP＝1，TI＝10s，T=1s，e(n)=50℃，代入式(10.2-33)，有
如果偏差e(n)<50℃，则ΔuI(n)<1，计算机就作为“0”将此数丢掉，没有积分作用;只有当偏差e(n)>50℃时，才会有积分作用。控制系统存在残差。要消除积分不灵敏区，可采用的措施：
① 增加A/D变换器位数，这样可提高运算精度;
② 压缩量程，许多工业生产参数都有一定的允许范围，如上例，假定生产允许的工作温度范围为(800±10)℃。因此可将检测范围压缩到790～810℃。
③ 采用16位运算，或采用浮点运算。
④ 积分项ΔuI(n)<1时不是简单地舍弃，而是进行累计，当累计量大于1时作为积分量输出。
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发表于 2012-5-17 16:17:10
楼主
我们也是
大神！