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<!-- saved from url=(0064)http://www.imeter.com.cn/science/science/science_tech_right2.htm --><HTML><HEAD><TITLE>科技发展</TITLE>
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<P><A name=head>5．时间离散式PID控制</A></P>
<P> 随着工控机（IC）、可编程序控制器（PLC）及集散控制系统（DCS）在市场出现以来，这些以采样控制为特征的直接数字控制装置，目前，已在各工业部门被广泛应用。这些装置的微处理器本身，在数值运算时都是数字化的，在时间上都是分批地采样断续进行的，所以，被称为时间离散型控制装置。各单元间的联系如图13所示。</P>
<P align=center><IMG height=221 src="part2.files/tu13.jpg" width=478></P>
<P align=center>图13 </P>
<P> 计算机的控制只是按收到各输入子系统送来的采样时刻的测量值和设定值间的偏差值，在微处理器内产生相应的控制作用，然后再经过输出子系统至过程。采样周期可从第1点开始逐个进行一直到K个输入。PID的控制作用也是按第K个的采样与（K-1）个的采样周期间的变化量和变化速度来进行调整。因此，在数字控制系统中必须要有一保持器来保持前一周期的数值。</P>
<P> 时间离散型PID控制器输出有三种类型，即位置型、增量型和速度型。其算法也相应有三种。</P>
<P> 位置型算法的输出信号可直接去控制调节阀开启度，它可知道阀门的实际位置。 </P>
<P> 增量型算法的输出是K次采样与（K-1）次采样的增量[Δu(K)]。</P>
<P> 速度型算法的输出是控制作用的变化速度<FONT class=p9>[</FONT><FONT
class=p9><FONT class=p9><IMG height=36 src="part2.files/shi1.jpg" width=39
align=absMiddle>]。 </FONT></FONT><FONT class=p9></FONT></P></FONT><FONT
class=p9>
<P> 三类算法中，以增量型算法最为普遍，其算法表达式为：</P></FONT>
<P align=left><FONT class=p9>Δm=m(K)-m(K-1)<BR> =K<SUB>c</SUB>Δ<FONT
size=3>e</FONT>(K)+K<SUB>i</SUB><FONT size=3>e</FONT>(K)+K<SUB>D</SUB>[<FONT
size=3>e</FONT>(K)-2<FONT size=3>e</FONT>(K-1)+<FONT size=3>e</FONT>(K-2)]<BR>
</FONT><FONT class=p9>=K<SUB>c</SUB>[<FONT size=3>e</FONT>(K)-<FONT
size=3>e</FONT>(K-1)]+<IMG height=31 src="part2.files/shi2.jpg" width=26
align=absMiddle>Δt• <FONT size=3>e</FONT>(K)+<IMG height=33
src="part2.files/shi3.jpg" width=35 align=absMiddle>[<FONT
size=3>e</FONT>(K)-2<FONT size=3>e</FONT>(K-1)+<FONT
size=3>e</FONT>(K-2)]</FONT></P><FONT class=p9>
<P> 增量算法的优点是从自动→手动或从手动→自动，可实现无扰动双向切换。第二点和速度型算法不会产生积分饱和现象，即使长期存在偏差，只要动作方向改变，输出会立即退出饱和状态。</P>
<P> 时间离散式PID算法是通过软件实现的，因而有很大灵活性和不同的变化方案。</P>
<P> 由于时间离散式控制是通过采样来输入信号的，因而采样周期
Δt的长短，对控制品质会有较大的影响。Δt过大，使对象的时滞增加，无法知道采样间隔时间内的被控参数的连续变化情况，故会影响过渡过程的控制品质。据资料介绍，Δt必须小于工作周期T的1/2，但是不同参数应有不同采样周期，下列建议的Δt为常用值，可供参考。</P>
<P align=center>表1 </P></FONT>
<TABLE class=p9 borderColor=#009999 height=136 cellSpacing=1 cellPadding=1
width="53%" align=center bgColor=#000000 borderColorLight=#e0e0e0 border=0>
<TBODY>
<TR bgColor=#f0f0f0>
<TD width="63%">
<DIV align=center>被控变量</DIV></TD>
<TD width="37%">
<DIV align=center><FONT class=p9>Δt</FONT>值（秒）</DIV></TD></TR>
<TR bgColor=#f0f0f0>
<TD width="63%">
<DIV align=center>流量、液体压力</DIV></TD>
<TD width="37%">
<DIV align=center>1</DIV></TD></TR>
<TR bgColor=#f0f0f0>
<TD width="63%">
<DIV align=center>气体压力</DIV></TD>
<TD width="37%">
<DIV align=center>5</DIV></TD></TR>
<TR bgColor=#f0f0f0>
<TD width="63%">
<DIV align=center>液位</DIV></TD>
<TD width="37%">
<DIV align=center>5</DIV></TD></TR>
<TR bgColor=#f0f0f0>
<TD width="63%">
<DIV align=center>温度</DIV></TD>
<TD width="37%">
<DIV align=center>20</DIV></TD></TR>
<TR bgColor=#f0f0f0>
<TD width="63%">
<DIV align=center>成分分析</DIV></TD>
<TD width="37%">
<DIV align=center>20</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P><BR> <BR></P>
<TABLE height=20 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=571 border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD width=91>
<DIV align=center><A
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class=p9 color=#0000cc>返回页首</FONT></A></DIV></TD>
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<DIV align=center><A
href="http://www.imeter.com.cn/science/science/science_tech_right1.htm"><FONT
class=p9 color=#0000cc>上一页</FONT></A></DIV></TD>
<TD vAlign=center width=91>
<DIV align=center><A class=p9
href="http://www.imeter.com.cn/science/science/science_tech_right3.htm"><FONT
color=#0000cc>下一页</FONT></A></DIV></TD>
<TD width=334>
<DIV align=right></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
<HR>
<DIV align=center><BR><A
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