内蒙古农业大学：《计算机控制技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 控制算法

第四章直接数字控制及其算法 第四章控制算法 ■4.1PID调节 4.2PID算法的数字实现 4.3PID算法的几种发展 4.4PID参数的整定 ■4.5达林算法

第四章 直接数字控制及其算法 第四章 控制算法 ◼ 4.1 PID调节 ◼ 4.2 PID算法的数字实现 ◼ 4.3 PID算法的几种发展 ◼ 4.4 PID参数的整定 ◼ 4.5 达林算法

第四章直接数字控制及其算法 41PID调节规律 41.1PID调节器的优点 ■4.1,2PID调节器的作用 返回本章首页

第四章 直接数字控制及其算法 4.1 PID调节规律 ◼ 4.1.1 PID调节器的优点 ◼ 4.1.2 PID调节器的作用 返回本章首页

第四章直接数字控制及其算法 411PID调节器的优点 PID调节器之所以经久不衰, 主要有以下优点。 1.技术成熟 ■2.易被人们熟悉和掌握 ■3.不需要建立数学模型 4.控制效果好 返回本节。 ●●●●●●●0

第四章 直接数字控制及其算法 4.1.1 PID调节器的优点 ◼ PID调节器之所以经久不衰， 主要有以下优点。 ◼ 1. 技术成熟 ◼ 2. 易被人们熟悉和掌握 ◼ 3. 不需要建立数学模型 ◼ 4. 控制效果好 返回本节

第四章直接数字控制及其算法 412PID调节器的作用 1.比例调节器 ■2.比例积分调节器 3.比例微分调节器 4.比例积分微分调节器

第四章 直接数字控制及其算法 4.1.2 PID调节器的作用 ◼ 1. 比例调节器 ◼ 2. 比例积分调节器 ◼ 3. 比例微分调节器 ◼ 4. 比例积分微分调节器

第四章直接数字控制及其算法 1.比例调节器 1.比例调节器 ■比例调节器的微分方程为: y=K,e(t) (4-1) 式中: y为调节器输出;K为比例系数;e(t)为调节器输入 偏差。 由上式可以看出,调节器的输出与输入偏差成正比。 因此,只要偏差出现,就能及时地产生与之成比例的 调节作用,具有调节及时的特点。比例调节器的特性 曲线,如图4-1所示

第四章 直接数字控制及其算法 1. 比例调节器 ◼ 1. 比例调节器 ◼ 比例调节器的微分方程为： ◼ y=KP e(t) （4-1） ◼ 式中： ◼ y为调节器输出；Kp为比例系数； e(t)为调节器输入 偏差。 ◼ 由上式可以看出，调节器的输出与输入偏差成正比。 因此，只要偏差出现，就能及时地产生与之成比例的 调节作用，具有调节及时的特点。比例调节器的特性 曲线，如图4-1所示

第四章直接数字控制及其算法 0 KP e(t) 0 图4-1阶跃响应特性曲线

第四章 直接数字控制及其算法 图4-1 阶跃响应特性曲线 e(t) y 0 0 t t KP e(t)

第四章直接数字控制及其算法 2比例积分调节器 2.比例积分调节器 ■所谓积分作用是指调节器的输出与输入 偏差的积分成比例的作用。积分方程为: y=e(t)dt (4-2) 式中:T1是积分时间常数,它表示积分速度的大小 T越大,积分速度越慢,积分作用越弱。积分作用的 响应特性曲线,如图42所示

第四章 直接数字控制及其算法 2. 比例积分调节器 ◼ 2. 比例积分调节器 ◼ 所谓积分作用是指调节器的输出与输入 偏差的积分成比例的作用。积分方程为： 式中：TI是积分时间常数，它表示积分速度的大小， TI越大，积分速度越慢，积分作用越弱。积分作用的 响应特性曲线，如图4-2所示

第四章直接数字控制及其算法 e(t) y 图4-2积分作用响应曲线

第四章 直接数字控制及其算法 图4-2 积分作用响应曲线 e(t) y 0 0 t t

第四章直接数字控制及其算法 若将比例和积分两种作用结合起来,就构成PI调节器, 调节规律为: y=kyle()++ e(t)dt (4-3) PI调节器的输出特性曲线如图4-3所示

第四章 直接数字控制及其算法 ◼ 若将比例和积分两种作用结合起来，就构成PI调节器， 调节规律为： PI调节器的输出特性曲线如图4-3所示

第四章直接数字控制及其算法 e(t y2 KI KP e(t) y1=KP e(t) 图4-3PI调节器的输出特性曲线

第四章 直接数字控制及其算法 图4-3 PI调节器的输出特性曲线 e(t) y 0 0 t t y1=KP e(t) K1 KP e(t) y2