位置式和增量式PID 區(qū)別

位置式和增量式PID控制PID控制是PID控制是個二階線性控制器定義：通過調(diào)整比例、積分和微分三項參數(shù)，使得大多數(shù)的工業(yè)控制系統(tǒng)獲得良好的閉環(huán)控制性能。優(yōu)點技術(shù)成熟易被人們熟悉和掌握不需要建立數(shù)學(xué)模型控制效果好魯棒性通常依據(jù)控制器輸出與執(zhí)行機構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系，將基本數(shù)字PID算法分為位置式PID和增量式PID兩種。1位置式PID控制算法基本PID控制器的理想算式為式中u(t)—控制器(也稱調(diào)節(jié)器)的輸出；e(t)—控制器的輸入(常常是設(shè)定值與被控量之差，即e(t)=r(t)-c(t))；Kp?Kp?控制器的比例放大系數(shù);Ti——控制器的積分時間；Td—控制器的微分時間。設(shè)u(k)為第k次采樣時刻控制器的輸出值，可得離散的PID算式州)二瓦勸十訂;啲出十爲(wèi)竽式中詢)=電啲十訂;刃)出十爲(wèi)竽由于計算機的輸出u(k)直接控制執(zhí)行機構(gòu)(如閥門)，u(k)的值與執(zhí)行機構(gòu)的位置(如閥門開度)一一對應(yīng)，所以通常稱式(2)為位置式PID控制算法。位置式PID控制算法的缺點：當(dāng)前采樣時刻的輸出與過去的各個狀態(tài)有關(guān)，計算時要對e(k)進行累加，運算量大；而且控制器的輸出u(k)對應(yīng)的是執(zhí)行機構(gòu)的實際位置，如果計算機出現(xiàn)故障，u(k)的大幅度變化會引起執(zhí)行機構(gòu)位置的大幅度變化。2增量式PID控制算法增量式PID是指數(shù)字控制器的輸出只是控制量的增量Au(k)。采用增量式算法時，計算機輸出的控制量Au(k)對應(yīng)的是本次執(zhí)行機構(gòu)位置的增量，而不是對應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)的實際位置，因此要求執(zhí)行機構(gòu)必須具有對控制量增量的累積功能，才能完成對被控對象的控制操作。執(zhí)行機構(gòu)的累積功能可以采用硬件的方法實現(xiàn)；也可以采用軟件來實現(xiàn)，如利用算式u(k)=u(k-1)+Au(k)程序化來完成。由式(2)可得增量式PID控制算式??=Kpe(f)+。出+駡讐(3)式中Ae(k)=e(k)-e(k-1)進一步可以改寫成詢）二瓦勸十討;刃妙十爲(wèi)竽一般計算機控制系統(tǒng)的采樣周期T在選定后就不再改變，所以，一旦確定了Kp、Ti、Td，只要使用前后3次測量的偏差值即可由式（3）或式（4）求出控制增量。增量式算法優(yōu)點：①算式中不需要累加。控制增量Au（k）的確定僅與最近3次的采樣值有關(guān)，容易通過加權(quán)處理獲得比較好的控制效果；②計算機每次只輸出控制增量，即對應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)位置的變化量，故機器發(fā)生故障時影響范圍小、不會嚴(yán)重影響生產(chǎn)過程；③手動一自動切換時沖擊小。當(dāng)控制從手動向自動切換時，可以作到無擾動切換。注意：PID的數(shù)學(xué)模型就應(yīng)該是位置式，單獨的增量式里面那樣的式子能算積分嗎？顯然不是，增量式的提出就是為了解決計算機運算的問題。實際的PID就應(yīng)該是位置式，如果你的執(zhí)行機構(gòu)硬件不具備累加功能，就得用軟件把增量式累加上前一次的