數(shù)字回路控制器,DCS的基本控制方式采用的大多還是常規(guī)PID控制,就是復(fù)雜的控制系統(tǒng)也還是以常規(guī)PID控制規(guī)律為中心的。即數(shù)字PID控制算式的程序編制,仍然是以常規(guī)PID控制規(guī)律的模擬量表達(dá)式為藍(lán)本進(jìn)行的。常規(guī)模擬PID控制的表達(dá)式如下:
公式中:P為控制器的輸出信號;e為偏差信號;KP、TI、TD分別是控制器的比例增益、積分時間和微分時間。
當(dāng)采集周期T0相對于輸入信號變化周期很小時,可用矩形法來求積分的近似值,用一階的差分來代替微分。經(jīng)替換最終就可得到離散PID的表達(dá)式,離散PID的表達(dá)式通常有:位置型,即PID運(yùn)算控制調(diào)節(jié)閥的開度;增量型,即PID運(yùn)算控制調(diào)節(jié)閥開度的增量(閥位的改變量);速度型,即PID運(yùn)算控制伺服機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。在計(jì)算機(jī)控制中增量型算式由于易于實(shí)現(xiàn)手動和自動的無擾動切換,比較容易克服積分飽和,得到廣泛的應(yīng)用,其表達(dá)式如下:
公式中:△Pn為第n次控制器輸出對前次控制器輸出的增量;en為第n次采樣的偏差;KI為積分系數(shù),TS為采樣周期;KD為微分系數(shù)
由于數(shù)字PID控制比模擬控制更容易實(shí)現(xiàn)各種算法,所以為了改善控制質(zhì)量,在實(shí)際應(yīng)用中對PID算式進(jìn)行了改進(jìn),如不完全微分型算式、微分先行PID控制算式、積分分離的PID算式等,都獲得了很好的控制效果。
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