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PID中的积分饱和和消除积分饱和方法  

2016-04-27 20:13:06|  分类: 飞控 |  标签: |举报 |字号 订阅

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积分饱和:
    当偏差长期存在时,控制器中积分控制作用要引起积分过量问题,常用的防止积分饱和方法有两类:
  如果执行机构已经到极限位置,仍然不能消除静差时,由于积分作用,尽管PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构已无相应的动作,这就叫积分饱和。

抗积分饱和:
(1)当控制器输出达到额定的上、下限值后,切除积分作用(1),保留比例作用(P),构成PI-P控制器。这样在偏差减小时,控制器输出能更快脱离上限或下限值;
   (2)在数字PID控制算法中,采用增量型或速度型算法,每次计算出应调整的增量值Δu或变化速度Δu/Δt,当控制作用量将超过额定上下限值时,则保持在上限值或下限值。这样,一当偏差减小或改变正、负极性时,控制器输出能更快脱离上限值或下限值。

   作为DCS系统PID算法已经考虑到了这个问题,所以作为使用者部需要考虑这个问题,除非你自己设计算法,编制程序。



一、对于有积分作用的调节器来说,理论上只要被调量与设定值之间存在偏差,调节器的积分作用就要使它的输出信号永远不停地变化,直到将输入偏差被完全消除为止。  

  但是,由于运行中某种原因往往使阀门关闭,或泵突然出现故障等,调节参数无法使控制系统的被调参数回复到给定值,而调节器仍要按其自身的规律继续动作,试图通过改变其输出信号来校正之。因这个系统的偏差已不可能被消除,调节器的输出将继续朝加大偏差的方向变化,直到其输出信号上升或下降到远离工艺要求的调节器的给定值,甚至超出了统一规定的信号范围,这个就是积分饱和 
二、如果执行机构已经到极限位置,仍然不能消除静差时,由于积分作用,尽管PID差分方程式所得的运算结果继续增大或减小,但执行机构已无相应的动作,这就叫积分饱和。
  常用的改进方法:
  1.积分分离法2.变速积分 PID 控制算法3.超限削弱积分法4.有效偏差法5.抗积分饱和
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