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贾小龙

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你真的搞懂PID了吗?Matlab仿真告诉你答案

  其中PID系数整定,建议读者多看看论文和期刊。其实在充分理解PID之后(位置式和增量式),任何形式的开关电源拓扑,都能使用闭环PID整定调节,这些调试实现并不难,这篇就不阐述PID整定。还是建议读者在PID精髓后,通过想要的增益和相位裕度,计算PID参数,而不是整定的方式,多方面论证,PID才能彻底领悟,进入下一个阶段学习。
  脚本代码,观察波特图
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  1、改变P单一变量,改变系统的中频增益,提高带宽,也就是响应速度,有利于减小静差;KP取值过大,系统超调增加,取值较小,系统工作速度变慢(下面simulink仿真讲述)。
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  2、改变I单一变量,单KI的积分时间常数ti增大时(即KI较小),有利于减小超调,使系统稳定性增加,但静差消除的时间变长;积分时间常数TI过小时,系统的稳态误差将难以消除,系统不稳定(下面simulink仿真讲述)。
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  3、改变D单一变量,改变的是系统的高频增益,抑制高频噪声(下面simulink仿真讲述)。
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  运行simulink仿真实时验证
  1、搭建simulink仿真模型
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  2、改变P,示波器响应波形如下
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  阐述:增大比例系数KP,加快系统的响应,有利于减小静差,但是过大会使系统有较大的超调,使稳定性变差;KP值过小,会使系统的工作缓慢。
  其中P系统中的设置如下
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  3、改变I,示波器响应波形如下
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  阐述:增大积分时间Ti,有利于减小超调,减小震荡,使系统的稳定性增大,但系统的静差消除时间变长;Ti过小,系统的稳态误差将难以消除,导致系统不稳定。
  4、改变D,示波器响应波形如下
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  阐述:增大微分时间KD,有利于加快系统的响应速度,使系统超调量减小,稳定性增加;取值过大,超调量增大,调节时间变长;取值过小,超调量也会增大,调节时间也较长。
  PID控制器存在的必然性原因和本质
  1、原因:当被控对象的结构和参数不能被完全掌握时,或得不到精确的数学模型时,应用PID控制技术最为方便;控制系统大多都有储能元件,这就使系统对外界的响应有一定的惯性,且能量在传输过程中,有一定时间的延迟;若对偏差只进行比例调节,很难取得理想的控制效果;一般来说,引入PI,调节和提高稳态精度,PD消除系统惯性的影响。
  2、本质:P对偏差进行粗调,保证控制系统的稳;I对偏差细调,保证控制系统准;D对偏差细调,保证控制系统快。


原作者:我在网吧

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