一种积分分离式PID控制方法技术

本发明专利技术属于自动控制技术领域，具体涉及一种积分分离式PID控制方法，包括对输入误差安排过渡过程的跟踪微分器TD1，采用积分分离算法的PID控制器以及反馈回路滤波器TD2；其中，通过跟踪微分器TD1，得到输入误差信号的误差跟踪信号和误差微分信号；积分环节采用新的积分分离算法，该算法能够根据误差和分离阀值的大小合理改变积分增益系数；并与比例环节和微分环节一同构成积分分离式PID控制器；积分分离式PID控制器输出控制量信号，作用于被控对象；反馈回路中加入跟踪微分器TD2作为反馈回路滤波器，用来对输出信号的测量噪声进行滤波。本发明专利技术的积分分离式PID控制方法能够提高控制系统的响应速度，减小超调量，降低积分反馈的不良影响。

【技术实现步骤摘要】
一种积分分离式PID控制方法
本专利技术属于自动控制
，具体涉及一种积分分离式PID控制方法。
技术介绍
由于实际工业系统的被控数学模型难以精确建立，现代设计理论给出的方法并不实用，PID仍然是目前工业控制中应用最广泛的控制技术。经典PID原理采用“基于误差来消除误差”的控制策略，通过对误差的现在(P)、过去(I)以及将来(D)进行加权求和得到控制量作用于被控对象，算法简单，参数易整定，并且鲁棒性好。但是经典PID技术也存在一些不合理的地方，比如：(1)初始误差大导致初始控制量太大，容易使系统行为出现超调现象；(2)高品质的误差微分信号难以获取；(3)积分环节容易造成闭环回路的动态特性变差，对系统稳定性带来不良影响；等等。针对PID控制的初始误差过大和微分信号难以获取问题，韩京清提出了跟踪微分器的设计算法，能够得到输入信号的近似跟踪信号和高品质微分信号，有效解决了PID控制中超调与快速性的矛盾；另一方面，针对积分环节的饱和问题，不少学者在积分分离思想的基础上进行研究，具体思路是“误差较大时，不投入积分环节；误差较小时，投入积分环节”，既能够消除静态误差，又在一定程度上降低了积分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种积分分离式PID控制方法，其特征在于，设被控对象为二阶对象，其传递函数形式为：

【技术特征摘要】
1.一种积分分离式PID控制方法，其特征在于，设被控对象为二阶对象，其传递函数形式为：其中，K是系统增益，T1和T2是系统时间常数；其控制方法包括以下步骤；S1：设计反馈回路滤波器TD2，输入输出信号y(t)，输出滤波信号y0(t)；S2：设计跟踪微分器TD1，输入误差信号e(t)，输出e(t)的误差跟踪信号e1(t)和误差微分信号e2(t)；S3：设计积分分离环节，输入误差跟踪信号e1(t)，输出积分控制分量uki(t)；S4：设计比例环节和微分环节，分别输入误差跟踪信号e1(t)和误差微分信号e2(t)，输出比例控制分量ukp(t)和微分控制分量ukd(t)；S5：将积分控制分量uki(t)、比例控制分量ukp(t)、微分控制分量ukd(t)三部分相加，得到控制信号u(t)，作用于被控对象。2.根据权利要求1所述的一种积分分离式PID控制方法，其特征在于，步骤S1中设计反馈回路滤波器TD2，采用跟踪微分器算法，只输出y(t)的跟踪信号y0(t)作为滤波信号，且反馈回路滤波因子与积分步长的比值n1越大，滤波效果越好；跟踪微分器算法，具体如...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏润，郑玲利，张保静，刘亚超，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44