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PID的积分饱和作用与抑制

发布时间:2014/7/2 19:54:42 访问次数:3103

   在锅炉供热自动控制系统中, ARA05050二次供水温度的控制由于干扰因素少,受控对象限制范围宽而比较容易实现,因此本书根据一次供水温度拉制的实例,介绍PID控制VI应用中的难点问题。

   一次供水温度主要通过调整炉排电机转速改变燃料供应量来控制。在调整过程中如果炉排电机转速太快,会造成燃料大量浪费;如果炉排电机转速太慢,会造成炉排长时间受热,使设备受损。因此应将输出量限制在有限范围内,即Umi。≤“≤Uma。。

   如果计算机给出的输出量“在上述范围内,那么控制可以按预期的结果进行。一旦超出上述范围,实际执行的控制量就不再是计算值,因此将引起饱和效应。在位置PID算法中,“饱和效应”主要由积分项引起,故称为积分饱和。这种现象在设定点发生突变时特别容易发生。当设定点由SP突变到SP”时,若根据位置PID算出的输出量。那么实际输出量只能取上限值Um。;(图11-11中线易),而不是计算值(图11-11中曲线n)。此时由于输出量受到限制,误差P将比正常情况更长时间保持在正值,而使式( 11-5)的积分项有较大的累积值。当P出现负值后,由于积分项的累积值很

大,还要经过相当长一段时间f以后,u才能脱离饱和区,这样就造成系统的明显超调。而且输出量限制的范围越小,这种现象越严重。

   克服积分饱和作用的修正算法有很多,适用于LabVIEW中PID VI的几种简便有效的方法是:

   (1)限制积分的方法。

   在计算Ui时判断上一时刻计算的输出量U/-l是否超出限制范围,如果已超出,就不再把循环数接入PID函数,这就等于去掉了积分作用,从而避免了过大的积分累积。

        

   (2)偏差调节的方法。

   当U/-l超出限制范围时,引入线性化参数L计算误差已,L取0.1值,由式(11-3)可知,这将降低计算积分项的误差值,从而减弱积分累积。

   以上两种方法经实践证明是非常有效的。



   在锅炉供热自动控制系统中, ARA05050二次供水温度的控制由于干扰因素少,受控对象限制范围宽而比较容易实现,因此本书根据一次供水温度拉制的实例,介绍PID控制VI应用中的难点问题。

   一次供水温度主要通过调整炉排电机转速改变燃料供应量来控制。在调整过程中如果炉排电机转速太快,会造成燃料大量浪费;如果炉排电机转速太慢,会造成炉排长时间受热,使设备受损。因此应将输出量限制在有限范围内,即Umi。≤“≤Uma。。

   如果计算机给出的输出量“在上述范围内,那么控制可以按预期的结果进行。一旦超出上述范围,实际执行的控制量就不再是计算值,因此将引起饱和效应。在位置PID算法中,“饱和效应”主要由积分项引起,故称为积分饱和。这种现象在设定点发生突变时特别容易发生。当设定点由SP突变到SP”时,若根据位置PID算出的输出量。那么实际输出量只能取上限值Um。;(图11-11中线易),而不是计算值(图11-11中曲线n)。此时由于输出量受到限制,误差P将比正常情况更长时间保持在正值,而使式( 11-5)的积分项有较大的累积值。当P出现负值后,由于积分项的累积值很

大,还要经过相当长一段时间f以后,u才能脱离饱和区,这样就造成系统的明显超调。而且输出量限制的范围越小,这种现象越严重。

   克服积分饱和作用的修正算法有很多,适用于LabVIEW中PID VI的几种简便有效的方法是:

   (1)限制积分的方法。

   在计算Ui时判断上一时刻计算的输出量U/-l是否超出限制范围,如果已超出,就不再把循环数接入PID函数,这就等于去掉了积分作用,从而避免了过大的积分累积。

        

   (2)偏差调节的方法。

   当U/-l超出限制范围时,引入线性化参数L计算误差已,L取0.1值,由式(11-3)可知,这将降低计算积分项的误差值,从而减弱积分累积。

   以上两种方法经实践证明是非常有效的。



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