【读书笔记】经典

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第一章 数字PID控制

1.1 PID控制原理

       比例微分积分控制，传递函数：

       比例环节减少偏差，积分环节消除静差，微分环节加速反映。

1.2 连续系统的PID仿真

       与控制系统仿真课程内容一致，使用Simulink进行。

1.3 数字PID控制

       （1）位置PID控制算法

      【注】输出为全量输出，计算机运算量大，计算机故障会产生大幅度变化，用于执行装置无记忆场合。（直流电机电枢控制）

       （2）ODE45求解连续方程正弦跟踪

       书中使用Simulink和编写ODE45函数完成追踪。

      （3）离散PID仿真

       书中使用编写传递函数后使用函数离散化，计算PID参数后分步输出（未调用PID库），直接位置PID输出，存在一定缺陷【计算机控制基础课程内容】。

       （4）位置PID控制算法

      【注】输出为增量输出，算式不需要累加，只有附近三次采样值有关，执行装置有记忆场合，消除偏差存在饱和风险。（步进电机控制）

     （5）积分分离PID控制算法

       偏差较大时取消积分作用，偏差较小加入积分作用，加入逻辑系数，减少超调和剧烈震荡。减少系统响应超调和系统调节时间。

     （6）抗积分饱和PID算法

       控制器最大输出大于控制器实际输出即进入饱和区，如果进入饱和区的上限就只累加负偏差，未进入只累加正偏差（？），这里书应该写错了，表达的是超出上限只累加负，超出下限只累加正。

     （7）梯形积分PID算法

       这一部分和欧拉法对比。

       （8）变速积分PID算法【新内容】

       实质是改变积分项的累加速度使偏差大小与积分反向，fekT是系数，与e(kT)反向变化，线性非线性均可，

       大于分离区间A+B就不累加，小于B积分到最高速，在两者之间设置补偿。

       （9）加入滤波器的PID

        使用了低通滤波器（一阶惯性）对高频抑制效果较好。

       （10）不完全微分PID算法

       引入一阶惯性低通滤波  减少积分环节引入的高频干扰，可以加在微分环节上或加在PID外边，一般加在微分环节上。

       设定，为（0,1）上数值。采样时间，滤波器示数。

       （11）微分先行PID算法

       对于给定值频繁升降的场合，只对输出量进行微分不对给定值进行微分，改善系统特性。

       （12）带死区PID算法

       偏差小于等于固定参数不输出，大于则正常输出。消除频繁动作引起的震荡。

       （13）前馈补偿PID算法

       设计前馈补偿器 ，输出。

       （14）步进PID算法

       使输入指令一步一步逼近阶跃信号。用于高精度伺服系统位置跟踪。

第二章 常用的PID控制系统

2.1 单回路PID控制系统

       基本计算机控制系统。

2.2 串级PID控制

       副回路抑制主要扰动，提高响应速度。

2.3 纯滞后系统Dahlin算法

2.4 纯滞后系统Smith算法

第三章 专家PID控制和模糊PID控制

3.1 专家PID控制

       专家PID控制即使用不同的控制器进行控制

       ① 时控制器最大（最小）输出，相当于开环控制。

  ②时，若，则使用强控制，，若，则使用一般控制，

       ③ 且 或 时，误差小或系统平衡，保持控制器输出不变。

       ④ 且 时，若，则使用强控制， ，若，则使用弱控制。

       ⑤当，加入积分减少稳态误差。

       为大于1的增益放大系数，为小于1的增益放大系数，的误差界限。

3.2 模糊PID控制【新内容】

       使用误差e和误差变化ec作为输出，利用模糊规则自适应整定PID参数。

模糊子集：

代入修正参数：

3.3 模糊免疫PID控制【新内容】

       其中，，为控制反应速度，为稳定控制效果，为选定的非线性函数。

       对于模糊逼近函数，正正则为，正负则为，负正则为，负负则为。

       免疫PID输出为：

       免疫PID具有良好的控制效果和较高的鲁棒性【Robustness(承受故障和干扰的能力)】。

第四章 神经PID控制

4.1 基于单神经元网络的PID控制