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? 內(nèi)容介紹

增量式PID控制較常規(guī)PID更具優(yōu)勢,但有關(guān)其參數(shù)整定的方法很少,針對這種問題,介紹了增量式PID算法的原理及特點,基于MATLAB平臺,模擬擴充臨界比例度法對增量式PID參數(shù)的整定方法,整定過程簡單直觀,控制效果明顯改善,證實了該方法對增量式PID有較好的整定效果.

? 完整代碼

clear all;close all;clc

%% 獲取離散化模型

t_s = 0.001;? %采樣時間

T_f = 1;? ? ?%仿真時間

Step_simulate=T_f/t_s;

sys = tf([200],[1 50 1]);

%% 繪制傳遞函數(shù)的單位階躍響應(yīng)曲線

t=0:0.01:750;

figure(1);

c=step(sys,t);

plot(t,c);

%% 進行傳遞函數(shù)的離散化

dsys = c2d(sys,t_s,'z');

[num,den]=tfdata(dsys,'v');? ?%num為離散傳遞函數(shù)的分子系數(shù)矩陣，den為離散傳遞函數(shù)的分母系數(shù)矩陣

%% 設(shè)置增量式PID的校正參數(shù)

k_p=10;

k_i=0.12;

k_d=5;

%% 設(shè)置輸入信號數(shù)學(xué)表達(dá)式

y_d = ones(1,Step_simulate);? ?%輸入信號為階躍信號? ??

%% 增量式PID控制器算法模塊

y = zeros(1,Step_simulate);? ? %初始化輸出信號

y_feedback=0;? ? ? ? ? ? ? ? ? %反饋回來的信號，y_feedback=y

error = 0;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %信號差值

erro_1 = 0;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %上一時刻信號差值

erro_2 = 0;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %上上一時刻信號差值

y_1=0;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%上一時刻的輸出

y_2=0;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%上一上一時刻的輸出

pi_out=0;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %pid控制器的輸出，注意不是系統(tǒng)輸出

pi_out_1=0;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %上一時刻PID控制器的輸出，注意不是系統(tǒng)輸出

pi_out_2=0;? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %上一上一時刻PID控制器的輸出，注意不是系統(tǒng)輸出

pi_out = 0;? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%初始的PID控制輸出值

delta_pi_out = 0;? ? ? ? ? ? ?%初始的PID控制輸出增量值

for k=1:1:Step_simulate

? ? time(k)=k*t_s;? ? ? ? ? ? %存儲時間，用于后面畫圖

? ? error=y_d(k)-y_feedback;? %控制器誤差

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %增量式PID的算法表達(dá)式

? ? delta_pi_out=k_p*(error-erro_1)+k_i*error+k_d*(error-2*erro_1+erro_2);

? ? pi_out =pi_out+delta_pi_out ;

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %增量式PID的算法表達(dá)式

? ? %對PID控制器的輸出進行限幅

? ? if? pi_out>=10

? ? ? ? pi_out =10;

? ? end

? ? if? pi_out<=-10

? ? ? ? pi_out =-10;

? ? end

? ?%y_1 上一時刻的輸出

? ?%y_2 上兩時刻的輸出

? ? y(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2+num(2)* pi_out_1+num(3)*pi_out_2;%控制對象

? ? y_feedback=y(k);

? ? %更新系統(tǒng)輸出狀態(tài)

? ? y_2=y_1;

? ? y_1=y(k);

? ? %更新pid輸出狀態(tài)

? ? pi_out_2=pi_out_1;

? ? pi_out_1=pi_out;

? ? %更新信號差值狀態(tài)

? ? erro_2=erro_1;

? ? erro_1=error;

end

%畫圖

figure(2);

subplot(2,1,1);

plot(time,y_d,'b*',time,y,'go');

xlabel('time');ylabel('幅值');legend('期望輸出','實際輸出');

subplot(2,1,2);

plot(time,y_d-y);

xlabel('time');ylabel('幅值');legend('誤差');

? 運行結(jié)果

? 參考文獻

[1] 楊龍. 基于位置式PID算法的壓力控制設(shè)計及MATLAB仿真[J]. 電子技術(shù)與軟件工程, 2018(24):1.

[2] 王俊偉, 張帥, 溫榮. MATLAB的PID算法在溫室大棚中的溫濕度串級控制中的應(yīng)用研究[J]. 價值工程, 2016, 35(5):2.

[3] 曾豪勇, 周思柱, 易文君. 基于MATLAB的增量式PID參數(shù)整定[J]. 工業(yè)控制計算機, 2014, 000(006):69-70.文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-628814.html

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