PID控制及其仿真

1.3.2 连续系统的数字PID控制仿真
Simulink仿真程序图
1.3.2 连续系统的数字PID控制仿真
PID正弦跟踪结果
谢谢
采用MATLAB语句形式进行仿真。被控对象 为一个电机模型传递函数： G(s) 1 Js 2 Bs 式中，J=0.0067,B=0.10
1.3.2 连续系统的数字PID控制仿真
PID正弦跟踪
1.3.2 连续系统的数字PID控制仿真
采用Simulink进行仿真。被控对象为三阶传递函 数，采用Simulink模块与M函数相结合的形式， 利用ODE45的方法求解连续对象方程，主程序 由Simulink模块实现，控制器由M函数实现。输 入指令信号为一个采样周期1ms的正弦信号。采 用PID方法设计控制器，其中， Kp=1.5,Ki=2.0,Kd=0.05。误差的初始化是通 过时钟功能实现的，从而在M函数中实现了误差 的积分和微分。
k
p
(e(k
)

T T1
k e( j) TD
j0
T
(e(k) e(k

1)))

k p e(k )

ki
k
e(
j0
j)T

kd
e(k )
e(k T
1)
式中，Ki=Kp/Ti,Kd=KpTd,T为采样周期，K 为采样序号，k=1,2,……,e (k-1)和e (k) 分别为第(k-1)和第k时刻所得的偏差信号。
1.3.1 位置式PID控制算法
位置式PID控制系统
1.3.1 位置式PID控制算法
根据位置式PID控制算法得 到其程序框图。
在仿真过程中，可根据实 际情况，对控制器的输出 进行限幅：[-10，10]。
1.3.2 连续系统的数字PID控制仿真
本方法可实现D/A及A/D的功能，符合数字 实时控制的真实情况，计算机及DSP的实时 PID控制都属于这种情况。

t kT (k 0,1, 2, 3)


t
e(t)dt T
k
e( j) T
k
e( j)
0
j0
j0
de(t)

e(kT )
e((k
1)T )

e(k )
e(k
1)
dt
T
T
1.3.1 位置式PID控制算法
可得离散表达式：
u(k)
1.1 PID控制原理
模拟PID控制系统原理框图
1.2 连续系统的基本PID仿真
连续系统PID的Simulink仿真程序
1.2 连续系统的基本PID仿真
连续系统的模拟PID控制正弦响应
1.3.1 位置式PID控制算法
按模拟PID控制算法，以一系列的采样时刻点kT代 表连续时间t，以矩形法数值积分近似代替积分， 以一阶后向差分近似代替微分，即：
相对于过去的机械油门，电子油门具有相应速度快，控制更精 确，整车的安装布置更灵活，更好的配合发动机的燃烧和排放， 使发动机的性能得到一定的改善。
同时还可以将多种功能集于一身，实现牵引力、巡航、怠速、 动力、环保等多方面的控制。
电子节气门系统的基本结构主要包括：
1．加速踏板位置传 感器
安装在原来的油门踏 板处，不同的是它不 在有油门拉线，而是 通过电线向发动机 ECU提供踏板位置和 加速率。
PID控制及其仿真
学生：何龙 老师：鲁植雄
电子节气门：结构
直流电动机
节气门
一体式节气门位置传感器
连接器
普通节气门与电子节气门有什么区别呢？
为什么这些车型都使用电子节气门呢？
使用拉线油门只能靠脚踩油门踏板的深浅来控制节气门的开度， 很难将节气门的开口角度调到能达到理论空燃比状态，
而电子油门能通过ECU将传感器采集的各种数据进行分析、比 对，并发出指令让节气门执行机构动作，将节气门调到最佳位 置，以实现不同负荷和工况下都能接近于14.7：1的理论空燃 比状态，使燃料能充分燃烧。电子节气门是通过线束来控制节 气门开度，从表面上取代了传统的油门拉线，实际上不仅仅改 变了连接方式，而是对整个动力输出实现了自动控制功能 。