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到底什么是串级PID?老师傅也会犯难!

技成培训 294

前言:

眼前看官们对“pid伪代码”都比较看重,咱们都需要剖析一些“pid伪代码”的相关知识。那么小编在网摘上搜集了一些关于“pid伪代码””的相关知识,希望看官们能喜欢,咱们一起来了解一下吧!

TOP 01什么是串级PID?

什么是串级PID?顾名思义就是两个串起来的PID。从串级控制的工作过程看来,两个控制器是串联工作的,以外环控制器为主导,保证外环主变量稳定为目的,两个控制器协调一致,互相配合。下图是一个双闭环的例子,外环是位置环,内环是速度环,最终的执行器是电机,电机输出产生了速度和位置:

TOP 02串级控制的特点

(1) 由于内环回路的存在,改变了原来的对象特性,使内环回路对象的等效时间常数变小,所以使系统的过渡时间缩短了,控制作用更加及时

(2) 改善了对象特征,起到超前控制的作用,有效抑制内环回路干扰,这种超前控制作用最适合干扰落在内环回路内的情况,若干扰落在外环回路时,超前作用就不明显了;

(3) 提高了系统的工作频率,使振荡周期减小,调节时间缩短,系统的快速性增强;

(4) 当模型失配时,内环控制器可以很好的抑制干扰,而外环控制器则以良好的动态性能和鲁棒性能为设计目标;

(5) 由于串级控制系统的内环是一个随动控制系统,它的设定值随着外环控制器的输出而变化。外环控制器可以按照操作条件和负荷的变化情况,不断调整内环控制器的设定值,从而保证在操作条件和负荷发生变化的情况下,控制系统仍有较好的控制效果。

TOP 03串级控制的主要优点

1、将干扰加到副回路中,由副回路控制对其进行抑制;

2、副回路中参数的变化,由副回路给予控制,对被控制量Gc1的影响大为减弱;

3、副回路的惯性由副回路给予调节,因而提高了整个系统的响应速度。

副回路是串级系统设计的关键。副回路设计的方式有很多种,下面介绍按预期闭环特性设计副调节器的设计方法。

TOP 04单环PID如何转化为串级PID

如图,是一个单环PID的伪算法,该如何转换成串级PID呢?一起来看看吧:

这里将内环PID的相关变量加了后缀inner, loop是外环PID进行周期控制,loop_ inmer 是内环PID进行周期控制,两者相互独立,将外环PID的输出赋值给内环PID的输入即可;

遇到干扰的时候,内环控制器首先进行粗调,外环控制器再进步细调。因此控制效果必然优于单环的PID控制Q系统。

串级控制系统在结构上仅仅比简单控制系统多了一个内环回路,可是实践证明,对于相同的干扰,串级控制系统的控制质量是简单控制系统无法比拟的。

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标签: #pid伪代码 #pid控制伪代码