当PID系统的设定值发生较大的突变时,系统很容易产生超调,影响其稳定性。为了避免阶跃信号带来的不利影响,有学者提出了步进式PID。
步进式PID不对阶跃信号进行直接响应,而是按照设定的步进规则逐渐增加设定值,使得信号逐步靠近目标值,这样被控对象运行平稳,避免了因突变带来的超调。
这种方法并未改变PID算法结构本身,而是对设定值进行步进处理,使其不产生突变。步进处理方法有很多种,最为常见的是建立一个线性变化函数,确定变化步长,当检测到目标值发生变化后按照步长逐步调整设定值。
Ys=Yn+kT
其中Ys为设定目标值,Yn为当前目标值,T为步长,k为变化系数。当检测到目标值增加时k=1,当目标值不变时k=0,当目标值减小时k=-1。
步进式PID虽然可以减少阶跃信号带来的干扰,但是也会让系统的响应速度变慢,可以调节步长来平衡两者之间的关系。步长越小运行越稳定,系统响应速度越慢,反之亦然。
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