过程控制工程第二版课件 教学课件 作者 王树青 戴连奎 于玲 编著08 数字控制.ppt

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1、数字PID控制于玲浙江大学控制系2008/04/24数字控制中央控制室现场显示现场调节电缆，可能有几百米长中央控制室中进行变量显示、计算以及操纵阀门数字PID控制如何实现数字PID控制？数字PID的主要组成下面来看看各个组成部分信号采集——采样速率几乎没有信号丢失连续信号发生了什么？快速采样慢速采样信号采集——采样速率连续信号发生了什么？失真慢速采样失真：当采样速率与信号的变化相比太慢会造成失真。Shannon定理：采样频率必须大于等于信号最高频率的两倍。信号采集——信号保持保持会改变动态吗？连续信号零阶保持后的信号在执行控制期间信号保持

2、为上次采样的值信号采集——信号保持连续信号保持后的近似连续信号与原始信号有约半个采样周期的纯滞后A/D转换硬件实现0～2N－1测量值软件实现课堂练习：A/D转换温度变送器的量程为50～150℃，输出为4～20mA。假设采用12位的A/D，当采样值为100000000000b时，实际的测量值是多少？℃数据处理与滤波什么是噪声？如何去除噪声？数据有效性检查信号补偿线性化处理滤波信号？噪声？信号＋噪声噪声：测量中不可再现的部分称为噪声。很难得到如此明确地区分！滤波模拟滤波电路(RC)程序判断滤波中值滤波递推平均滤波加权递推平均滤波一阶滞后滤波如

3、何实现？数字滤波程序判断滤波中值滤波递推平均滤波加权递推平均滤波一阶滞后滤波连续三次采样的中间值作为有效信号数字PID微分比例积分数字PID中对应的各项应为怎样呢？数字PID——比例作用微分比例积分控制器每执行一次就计算一次数字PID——积分作用微分比例积分控制器每执行一次就计算一次Ts是控制周期，一个常量数字PID——微分作用微分比例积分控制器每执行一次就计算一次Ts是控制周期，一个常量数字PID——位置式数字PID，位置式计算到终端执行器的输出将三种作用汇集起来数字PID——增量式数字PID，增量式计算到达终端执行器的变化量位置式和增

4、量式的比较位置式需由外部引入初始阀位值，增量式不需要位置式需防积分饱和，增量式不会产生积分饱和只有存在偏差时，增量式才会有输出增量式容易实现从手动到自动的切换PID改进方法——不完全微分PID改进方法——其它微分先行积分分离不灵敏区数字控制的效果改变控制周期会如何？连续控制时控制参数为：数字控制的效果为何采用数字控制可实现高级控制算法可对过程进行监视可实现过程优化可实现诊断