1_22带死区PID控制

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1、带死区PID控制一、题目：用带死区的PID控制传递函数为为的被控对象：低通滤波器传递函数：采样时间为1ms,反馈变送环节有个幅值为0.5的整台随机干扰信号，采用积分分离PID控制算法进行阶跃响应，取=0.1，积分分离限=0.2二、原理：为了避免控制作用过于频繁，消除由于频繁动作所引起的震荡，可采用带死区的PID控制算法控制，计算式为：注：若过小会使控制动作过于频繁，系统不稳定；若过大，则系统将产生较大的滞后。三、程序清单：%PIDControlerwithdeadzoneclearall;closeall;ts=0.001;s

2、ys=tf(5.235e005,[1,87.35,1.047e004,0]);dsys=c2d(sys,ts,'z');[num,den]=tfdata(dsys,'v');u_1=0;u_2=0;u_3=0;u_4=0;u_5=0;y_1=0;y_2=0;y_3=0;yy_1=0;error_1=0;error_2=0;ei=0;sys1=tf([1],[0.04,1]);%LowFreqSignalFilterdsys1=c2d(sys1,ts,'tucsin');[num1,den1]=tfdata(dsys1,'v')

3、;f_1=0;fork=1:1:2000time(k)=k*ts;rin(k)=1;%StepSignal%Linearmodelyout(k)=-den(2)*y_1-den(3)*y_2-den(4)*y_3+num(2)*u_1+...num(3)*u_2+num(4)*u_3;D(k)=0.50*rands(1);%Disturbancesignalyyout(k)=yout(k)+D(k);%Lowfrequencyfilterfilty(k)=-den1(2)*f_1+num1(1)*(yyout(k)+yy_1)

4、;error(k)=rin(k)-filty(k);ifabs(error(k))<=0.20ei=ei+error(k)*ts;elseei=0;endkp=0.50;ki=0.10;kd=0.020;u(k)=kp*error(k)+ki*ei+kd*(error(k)-error_1)/ts;M=2;ifM==1u(k)=u(k);elseifM==2%UsingDeadzoneifabs(error(k))<=0.10%加入积分分离减小震荡u(k)=0;endendifu(k)>=10u(k)=10;endifu(k)

5、<=-10u(k)=-10;end%----------ReturnofPIDparameters------------rin_1=rin(k);u_3=u_2;u_2=u_1;u_1=u(k);y_3=y_2;y_2=y_1;y_1=yout(k);f_1=filty(k);yy_1=yyout(k);error_2=error_1;error_1=error(k);endfigure(1);subplot(211);plot(time,rin,'r',time,filty,'b');xlabel('time(s)');y

6、label('rin,yout');subplot(212);plot(time,u,'r');xlabel('time(s)');ylabel('u');figure(2);plot(time,D,'r');xlabel('time(s)');ylabel('Disturbancesignal');不带死区时：带死区时：由图所示带死区控制的控制器输出更加平稳，预示阀门开度稳定一、结语：带死区的PID控制对控制器的输出有较好的控制作用，使得实际的直接控制对象执行器的阀门开度更加稳定，波动变化大大减小。这些例子中的PID基本控制

7、部分，如果没有特别要求用什么控制算法，则都是用的离散PID控制算法。所以，本例也可以用不完全微分、位置式等来编写PID控制部分，只是在编写的同时要引入死区PID控制，程序的编写是灵活的，在实际运用中，就得联系实际了，工厂中通常用到的是较为复杂的不完全微分算法编写，再在这个基础上加入其它的控制手段，比如带死区PID控制、抗积分饱和控制、梯形变速积分控制等。