【PID控制】增量式PID算法原理与实现

【PID控制】增量式PID算法原理与实现

一、PID控制原理

       设定值SP     ┌───────┐     ┌────────┐     ┌─────┐e ──→│  PID  │───→│ 执行器 │───→│ 被控对象│     └───────┘     └────────┘     └─────┘                      │                      ▼                    反馈PV

二、位置式PID

u(k) = Kp*e(k) + Ki*∑e(k) + Kd*[e(k)-e(k-1)]缺点:计算量大,需要积分限幅

三、增量式PID

Δu(k) = u(k) - u(k-1)Δu(k) = Kp*[e(k)-e(k-1)] + Ki*e(k) + Kd*[e(k)-2*e(k-1)+e(k-2)]

四、增量式优点

  • 计算量小(只需3次减法)
  • 不产生积分饱和
  • 误动作时影响小

五、PLC实现(SCL)

FUNCTION_BLOCK FB_PIDVAR_INPUT    rSP: REAL;        // 设定值    rPV: REAL;        // 过程值    rKp: REAL := 1.0;    rKi: REAL := 0.1;    rKd: REAL := 0.05;    rMax: REAL := 100.0;    rMin: REAL := 0.0;END_VARVAR    rError0: REAL;    rError1: REAL;    rError2: REAL;    rOutput: REAL;    rLastOutput: REAL;END_VAR// PID计算rError0 := rSP - rPV;rOutput := rLastOutput     + rKp * (rError0 - rError1)     + rKi * rError0     + rKd * (rError0 - 2*rError1 + rError2);// 限幅rOutput := LIMIT(rMin, rOutput, rMax);// 更新历史值rError2 := rError1;rError1 := rError0;rLastOutput := rOutput;

六、调参口诀

参数整定找最佳,从小到大顺序查先是比例后积分,最后再把微分加曲线振荡很频繁,比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳曲线偏离回复慢,积分时间往下降曲线波动周期长,积分时间再加长

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