新型PID控制及其应用（三）

1.不完全微分：
微分环节的引入，改善了系统的动态特性，但对于干扰特别敏感，导致系统过程震荡。
特别是，对每个控制回路计算机的输出是快速的，而执行机构的动作需要一定的时间。如果输出值较大，在一个采样时间内执行机构不能到达应到的位置，会使输出失真。 为此，在标准PID控制算法中加入一个低通滤波器，加在整个PID控制器之后，形成不完全微分PID控制算法，改善系统的性能。
低通滤波器（Low-pass filter）是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。

低通滤波器的原理见一阶滤波之深入探究

所以PID控制算法的D控制的方程：

优点：引入不完全微分后：微分输出在第一个采样周期内的脉冲高度下降，之后逐渐递减，所以不完全微分能有效的克服上述不足。
2.微分先行PID控制算法：
特点只对输出量C(t)进行微分，而对定值r(t)不进行微分。这样在改变定值时，输出不会改变，而被控制量的变化，总是比较缓慢的。
这种算法适用于定值频繁升降的场合，避免了给定值升降时的系统震荡。明显改善了系统的动态特性。
3.带死区的PID控制算法：
在计算机控制系统中，某些系统为了避免控制运动的过于频繁，消除由于频繁动作所引发的震荡，可采用带死区的PID控制算法。

这个算法类似于积分分离的算法。