积分饱和现象是常规 PID 控制算法应用到实际伺服系统控制的一个问题,为了解 决这个问题,至今为止在研究积分饱和的文献中提出了很多抗饱和 PID 控制算法,以 下是几种典型的抗饱和 PID 控制算法。
1。积分分离的 PID 控制算法
常规 PID 控制算法引入积分的目的是利用积分作用累计偏差反馈到输入端以缩 短实际值与理想值的差距,随着时间的延长达到最终消除静差的目的。由此可见积分 环节对提高控制精度的作用性,但积分作用积累偏差也存在弊端,即在扰动的作用下, 偏差的累积容易造成积分饱和,造成控制性能恶化。 来:自[优.尔]论,文-网www.youerw.com +QQ752018766-
图 2-3:积分分离 PID 控制算法结构框图
如何既利用积分作用消除静差,又去除积分作用的积分饱和现象。积分分离的思 路即是在输出值接近给定值时引入积分作用消除静差,在输出值与给定值存在很大偏 差时去除积分作用以免积分饱和,即积分环节与比例-微分环节分别调节[14]。积分分 离的优点是能够降低系统的超调量,但无法减少调节时间,另外开关阈值选取没有统
一的规律,因而设计起来比较复杂。积分分离的结构如图 2-3 所示。 2。反馈抑制抗饱和 PID 控制算法 在控制领域中,反馈一直是一种减少输出值与设定值差距的好方法,通过对输出
值的测量并实时反馈给输入端也能使系统具有自调节能力,大大提高了系统的抗干扰 能力,将反馈的思想应用到抑制积分饱和的算法中即产生了反馈抑制抗饱和 PID 控制 算法[15]。反馈抑制抗饱和 PID 控制算法是在控制输出饱和时,计算控制输出值与限 幅值的差值,将其反馈到积分器当中,从而迫使控制量返回到限制范围之内。反馈抑 制抗饱和 PID 控制方案可以实时反馈控制输出值与给定值的差距,且不需要设定开关 阈值,设计时要比积分分离的方式更为简单,在对控制性能要求不那么高时,不失为 一种抗积分饱和的好方法