回复:《为啥PID闭环控制,通常不使用微分环节》

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发布于 2021-02-01 20:44:17

13楼

感谢版主的分享,几张图片很形象的解释了理想微分的作用。

      “正负阶跃式(一些复杂的扰动可以类比成变形的正负阶跃扰动比如类正弦扰动)的扰动信号要经过大于等于二阶有积分环节后得到有效抑制。

       若上上次有一定量的正扰动,上次有一定量的负扰动则二阶以上的积分作用就能让正负累加抵消一小部分扰动从而在得出相对合理的模型输出;总体上大于等于二阶以上的积分环节能消除一部分震荡扰动,使系统趋于稳态。

       放大比例负责对本次差值量做出放大响应并反映在输出端。

       位置积分负责对历史累计量做出累加响应并反映在输出端。

       斜率微分负责对变化趋势斜率做预测响应并反映在输出端。”

以上文字是我回复上个帖子根据简单的应用经验随意敲得,没有背书,如有雷同,不胜巧合,呵呵。

我的观点是微分作用非常重要,重要到几乎所有调节都或多或少用到微分作用,当然大多数不是纯微分环节,多数是带延迟或带权重的不完全微分。在版主举得稍刚性的调节场合纯微分可能是不太合适的,很多PID环节不用D原因是已经把D作用前置到对输入信号的滤波环节了。这时微分作用尤其是纯微分作用就不适宜加入对偏差量的调节了,因为滤波已经把柔性带噪声的信号变换成类刚性物体的近似线性调节特性了,这时对刚性物体的调节再加入纯微分环节就不太适宜了会影响刚体的及时响应性,君不见很多刚体运动控制场合不要说微分环节有时连积分环节都要很小,纯P放大调节都差不多了,因为系统已经相对线性了。还有现有成熟的调节计算方法基本是由时域的大于等于2阶的时域连续微分方程经过S域及Z域变换,再根据数字控制系统系统时钟采样处理能力的大小反Z变换到离散的时域,离散时域的差分方程才能用来编程,因此纯微分作用的微分方程已经近似离散成带斜坡的更符合工程现场工况的不完全微分方程了,再也不是理想的纯微分方程了,这也更符合工程应用的需求。


精华帖版主置评:阐述的不错。所以PID控制的不同选项,要针对具体工况,具体的控制对象。 -yming

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