这里对之流电机的速度调节使用pid调节的方法,其中pid调节的三个参数及其调节作用如下:
比例调节作用:比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
积分调节作用:在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。
微分调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。
虽然pid调节三个参数有一定规律可以参考,大多数还是试出来的,调节时的主要规律是i~0,d~5p的大概比例慢慢试。
本题中pid控制程序如下:
block Controller
InPort command(n=1);
InPort feedback(n=1);
OutPort outPort(n=1);
Real error;
Real errori;
Real errord;
Real pout;
parameter Real Kp=4;
parameter Real Ki=0;
parameter Real Kd=10;
parameter Real Max_Output_Pos = 10;
parameter Real Max_Output_Neg = -10;
algorithm
error := command.signal[1] - feedback.signal[1];
errori:=errori+error;
errord:=error-pre(error);
pout := Kp * error+Ki*errori+Kd*errord;
if pout > Max_Output_Pos then
outPort.signal[1] := Max_Output_Pos;
elseif pout < Max_Output_Neg then
outPort.signal[1] := Max_Output_Neg;
else
outPort.signal[1] := pout;
end if;
end Controller;
对结果仿真得到的图形图下: