一种改进型白适应PID控制算法的仿真与研究.pdf

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1、·50·仪表技术2014年第3期一种改进型白适应PID控制算法的仿真与研究刘迪，李岩，张大为(海军航空工程学院控制工程系，山东烟台264001)摘要：如今PID控制算法广泛应用于工业控制之中。普通PID的控制算法不仅不能消除干扰。甚至有可能带来高频干扰。而自适应PID控制算法吸收了自适应控制与常规PID控制算法两者的优点，该算法能自动辨识被控对象参数，自动整定控制参数，而且结构简单、鲁棒性好、可靠性高，是一种比较理想的控制算法。关键词：自适应；PID控制算法；仿真；超调量；传递函数中图分类号：TP391文献标志

2、码：A文章编号：1006-2394【2014)03-0050-02SimulationandResearchofaModifiedAdaptivePIDControlAlgorithmLIUDi，LIYan，ZHANGDa—wei(DepartmentofControlEngineering，NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity，Yantai264001，China)Abstract：NowthePIDcontrolalgorithmiswidelyusedin

3、industrialcontro1．OrdinaryPIDcontrolalgorithmcanteliminateinterference．andmayleadtothehighfrequencyinterference．AdaptivePIDcontrolalgorithmcombinesthead—vantagesofbothadaptivecontrolandconventionalPIDcontrolalgorithms．Thealgorithmcanidentifyandsetcontrolpara

4、metersautomatically．Ithasthecharacteristicsofsimplestructure，goodrobustnessandhi【ghreliability．Itisamorei—dealcontrolalgorithm．Keywords：adaptive；PIDcontrolalgorithm；simulation；overshootamount；transferfunction易整定并在实践中不断地得到改进．使得PID控制算0引言法成为过程控制中应用最为广泛的算法。自动控制理

5、论是一门应用于诸多领域的技术科1PID控制算法学，主要研究自动控制过程的共同规律。它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节理论，随着技术的PID调节实质就是根据输入的偏差值，按比例、积进步。现已发展成为一门独立的学科——控制论。随分、微分的函数关系进行运算。其控制规律一般如图着经济和科学技术的发展，控制理论与许多学科相互1所示。交叉、渗透融合的趋势在进一步加强，其应用范围、影响程度必将不断扩大。PID(比例一积分一微分)控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID最大

6、的优点就是对大多数控制系统的广泛适用性，即PID不需要依赖于系统的传递函数G(s)，而且PID调节器还具有性能优良、调节方便等优点。因此在过程控制中得到广泛的应用。PID控制器是由三种基本的控制单元组合而图1普通PID控制算法原理图成，这三种基本控制单元分别是比例控制单元(P控制于是PID的控制器的输入e(t)与输出M(t)的时单元)，积分控制单元(I控制单元)和微分控制单元域表达形式为：(D控制单元)。在很多情况下，并不一定需要全部三)+](1)个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。而

7、由于PID的应用范围广，PID参数式中：Kp是比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分收稿日期：2013—11作者简介：刘迪(1983一)，男，讲师，研究方向为自适应控制、计算机控制。2014年第3期仪表技术·51·时间常数。设采样周期远小于、，则对G(s)可采用后将基本的PID算式离散化可得到位置式PID控制算法：向差分变换s=}及e-rs-Z-LL为+0．5的整数部分，于是其后z变换为：u(k)=Ke(k)+蒌e()+K。[e(k)一e(一1)](2)0一G()‘6)(

8、l}一1)=Ke(k一1)+Ie()

9、+KD[e(一1)一e(一2)](3)令／：l+al+0，则有：式中：K1=鲁，KD=Q。=÷，Q。=孑，Q=等÷㈩(7)则可得到增量式PID控制算法：旦’一Q1Tz㈣(8△u(k)=u(k)一M(Ji}一1)=Kp[e(k)一e(k-1)]+Ke(后)+D[e(Jj})一2e(k一1)+e(一2)](4)Qo+2Q~-Q,T(9)=对于整个闭环控制系统来说，这两种算法并无本质上的区别