用单片机玩PID控制—从理想PID控制至先进PID控制

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3.2工程PID控制

在理想PID算法的情况下，1如果有干扰，输出瞬间波动很大，2如果偏差e出现跳变，微分作用仅仅在一个周期内有效，这个也不那么合理，为此，需要改进。

3.2.1工程PID控制1

上述的两个缺点，都是由理想微分作用引起的，一个解决办法是对偏差进行滤波处理。

3.2.1.1滤波

滤波有很多种方法，常见的有取平均值、低通滤波等，而一阶系统环节的传递函数为：

G(s)=K/(T*s+1)

当K取1时，即为低通滤波。一阶系统环节的数值计算方法有很多种，常见的有：1将微分方程化为差分方程，然后进行数值,2用离散相似法求取，这里给出后者的计算公式：

x(k+1)=exp(-Ts/T)*x(k)+K*(1-exp(-Ts/T))*u(k)

3.2.1.2工程PID控制1

工程上实用控制算法有很多种，各个厂家也不尽相同，对偏差作低通滤波处理，也是工程实用调节器的一种，这时调节器传递函数为:

Gc(s)=Kc(1+1/(Ti*s)+Td*s)*1/(Tf*s+1)

下图1是仅对过程值PV作滤波处理的情况下的控制效果，从图中可以看出，调节器输出基本没有瞬间波动，而是平滑变化。下图2是对过程值作滤波处理，并且，过程值中混有干扰的情况下的控制效果，从图中可以看出，控制输出瞬间波动比较小。

关键字：单片机 PID控制理想PID控制先进PID控制

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