PID参数整定
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Ziegler-Nichols整定PID 是一种工程经验方法,可以比较方便地进行PID参数整定。
该方法的基本思路是将积分呢和微分增益设置为0,然后bili增益从0开始增加,直至达到极限增益Ku,结合此时的系统振荡周期Tu,就可以进行Z-N参数整定。
方法可概括为5步。
1、考虑纯比例控制下的系统的闭环特性。
2、根据Routh判据确定极限增益Ku。
3、根据极限增益Ku和辅助多项式确定振荡周期Tu。
4、结合如下表格确定PID参数 。

5根据响应性能微调PID参数 。
给定一系统传递函数:


根据控制理论知识,PID控制器是串在系统前级根据误差产生控制效果的。根据系统控制框图可知,整个系统的闭环传递函数的分母部分为->也就是系统的特征方程:


根据劳斯判据并结合系统稳定性判据可得到Kp取值范围:

令Ku=10,使其处于临界稳定状态,构造辅助多项式:


下面是使用m文件进行系统仿真的尝试。

simulink文件.
%经典PID
Kp=6.1;
Ki=9.74;
Kd=0.924;
[t,x]=sim('sons',[0,25]);
figure(1)
subplot(1,2,1);
plot(t,y)
grid on
%部分过冲
Kp=3.11;
Ki=3.246;
Kd=0.9692;
%PI控制
% Kp=4.5;
% Ki=4.38;
%Kd=0;
[t,x]=sim('sons',[0,25]);
subplot(1,2,2);
plot(t,y)
grid on
%%尝试进行纯m文件仿真
g1=pid(Kp,Ki,Kd);
g2=tf(21,[1 9 26 24]);
g3_cl=feedback(g1*g2,1);
a=step(1,g3_cl);
b=step(2,g3_cl);
figure(2)
subplot(1,2,1);
plot(a);
subplot(1,2,2);
plot(b);