pi调节饱和限制
脉搏血氧仪pi正常参数
脉搏血氧仪pi正常参数
脉搏血氧仪pi正常参数中，脉率应在60至100次/分钟范围内，心率可以调节，但脉率低于60次/分钟，或高于100次/分钟时，应及时进行治疗。
血氧饱和度应在95%以上，如果血氧饱和度低于95%，建议进行氧疗，使血氧饱和度维持在正常范围内。
脉搏血氧仪pi的pi正常参数可以协助监测患者的恢复状况，指导术后的护理。
正常的脉率和血氧饱和度水平说明患者的恢复情况良好，可以提供必要的帮助和护理。
一般来说，脉搏血氧仪pi的正常参数可以提供有关患者恢复情况的信息，从而帮助医生对患者的治疗方案进行准确的评估。
应严格控制脉搏血氧仪pi的正常参数，以确保患者恢复良好，提高患者恢复效果。
脉搏血氧仪pi正常参数是恢复期患者恢复情况的重要指标，具有重要意义。
只有当脉搏血氧仪pi参数在正常范围内时，才能确保患者恢复情况良好，从而提高治疗效果。
因此，建议医护人员应熟练掌握脉搏血氧仪pi正常参数的相关知识，以便及时发现患者的异常情况，及时采取有效的护理措施，有效地帮助患者恢复健康。
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PI系数调节方法精选文档
P I系数调节方法精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-PI系数调节方法PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：1. 理论计算整定法它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
2. 工程整定方法它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
现在一般采用的是临界比例法。
利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
PID调试一般原则a.在输出不振荡时，增大比例增益P。
b.在输出不振荡时，减小积分时间常数Ti。
c.在输出不振荡时，增大微分时间常数Td。
PID调试一般步骤a. 确定比例增益P确定比例增益P 时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0（具体见PID的参数设定说明），使PID为纯比例调节。
输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。
比例增益P调试完成。
pi调节
论坛上有一个帖子问:“pi d参数工程整定法里，资料介绍常用的是临界比例度法......。
疑问有二：1. 比例系数如何调整？变化的频度和幅度如何选取？2. 如何判断已经达到了临界振荡呢？判断的数学模型是什么?”。
临界比例度整定法又称为“闭环振荡法”，它的特点是:不需要求得控制对象的特性，而直接在闭合的控制系统中进行整定。
但在某些生产过程中不允许振荡的场合，此整定法就不适用了。
我们先看一下，用临界比例度整定法时，怎样来得到临界比例度PB和临界周期Tk。
1．被控系统稳定后，把控制器的积分时间放到最大，微分时间放到零(相当于切除了积分和微分作用，只使用比例作用)。
2．通过外界干扰或使控制器设定值作一阶跃变化，观察由此而引起的测量值振荡。
3．从大到小的，逐步把控制器的比例度减小，看测量值振荡的变化是发散的还是衰减的?如是衰减的则应把比例度继续减小；如是发散的则应把比例度放大。
4．连续重复2、3步，直至测量值按恒定幅度和周期发生振荡，即持续4--5次等幅振荡为止。
此时的比例度示值就是临界比例度PB。
5．从振荡波形图来看，来回振荡一次的时间就是临界周期Tk，即从振荡波的第一个顶点到第二个波的顶点的时间。
如果有条件用记录仪，就比较好观察了，即可看振荡波幅值，还可看测量值输出曲线的峰--峰距离，把该测量值除以记录纸的走纸速度，就可计算出临界周期Tk。
得到了临界比例度PB和临界周期Tk后，就可根据经验公式求出控制器的P.Ti.Td参数，然后进行整定了。
经验公式及整定方法，许多书上都有介绍，不再赘述。
所谓比例度就是使控制器输出变化全范围时，输入偏差改变了满量程的百分数。
比例控制器实际上就是一个放大倍数可调的放大器，其既可以起放大作用，也可以起缩小作用。
比例度与控制器的放大器倍数的倒数成比例，也就是说控制器的比例度示值越小，它的放大倍数就越大，它把偏差放大的能力越大，反之亦然。
知道了以上关系，用临界比例度整定法时，比例度如何调整？就清楚了，变化的频度以持续4--5次等幅振荡即可；变化的幅度当然是越大越好观察，但有个前提是不能超过工艺允许的最大偏差。
数字PI调节器
PI 调节器是一种线性控制器，它根据给定值)(t r 与实际输出值)(t c 构成控制偏差)()()(t c t r t e -= （3.58）将偏差的比例（P ）和积分（I ）通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，其控制规律为])(1)([)(0⎰+=t I p dt t e T t e K t u （3.59） 其中)(t u 为PI 控制器的输出，)(t e 为PI 调节器的输入，p K 为比例系数，I T 为积分时间常数。
简单说来，PI 控制器各校正环节的作用如下：1．比例环节 即时成比例的反映控制系统的偏差信号)(t e ，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。
通常随着p K 值的加大，闭环系统的超调量加大，系统响应速度加快，但是当p K 增加到一定程度，系统会变得不稳定。
2．积分环节 主要用于消除静差，提高系统的无差度。
积分作用的强弱取决于积分常数I T ，I T 越大，积分作用越弱，反之越强。
通常在p K 不变的情况下，I T 越大，即积分作用越弱，闭环系统的超调量越小，系统的响应速度变慢。
由于DSP 的控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量，因此必须对上式进行离散化处理，用一系列采样时刻点k 代表连续的时间t ，离散的PI 控制算法表达式为：∑∑==+=+=k j i p k j I sp j e K k e K j e T T k e K k u 00)()(])()([)( （3.60） 其中k ＝0，1，2……表示采样序列，)(k u 表示第k 次采样时刻PI 调节器的输出值，)(k e 表示第k 次采样时刻输入的偏差值，s T 表示采样周期，p K 为比例系数，i K 为积分系数。
数字PI 调节器可以分为位置式PI 控制算法和增量式PI 控制算法。
如式（3.60）所表示的计算方法就是位置式PI 控制算法，PI 调节器的输出直接控制执行机构。
pi调节饱和限制
pi调节饱和限制
Pi调节饱和限制是一种常用的控制策略，用于限制控制系统的输出在预定范围内，以避免控制设备过载或超出限制。
Pi调节是比例-积分控制的一种形式，可以用于调节饱和限制。
在Pi调节饱和限制中，比例控制和积分控制是两个关键参数。
比例控制通过根据误差大小调整控制信号的幅度来控制系统输出，而
积分控制通过积累误差信号的总量来调整控制信号的幅度。
饱和限制
是指当输出超过给定范围时，限制输出在该范围内。
具体的调节过程如下：
1. 根据控制系统的需求和指标，确定所需的输出范围。
2. 使用比例控制来调整系统输出，当误差大于零时增加输出，当误差
小于零时减小输出，直到输出接近所需范围的上限。
3. 使用积分控制来进一步微调输出，通过累积误差信号来调整输出直
到输出达到所需范围的下限。
4. 实施饱和限制，当输出超过预定范围时，将输出限制在这个范围内。
Pi调节饱和限制可以应用于各种控制系统，特别是在温度控制、液位控制和压力控制等需要避免设备过载或超出限制的应用中。
用于逆变器的比例-谐振控制器的抗饱和方案
1
引言
比例 -谐振（ PR）控制器，自从被提出之后，便
[1-2]
的方式。文献 提出了一种抗饱和的方法，也可以 归为跟踪积分的方式，只是文中并未做详细的分 析。总体来看，跟踪积分可以达到 PR 控制器抗饱 和的目的，但是需要设计一个反馈系数。 本文从等效电路的角度出发， 提出一种 PR 控制 器的抗饱和新方案。从结构上看，此种策略结合了 条件积分和跟踪积分，属于混合式结构。这种策略 有物理意义明确，简单，容易实现的优点。仿真和 实验结果验证了本方案的有效性。
(3)
当等效电路中各个元器件的参数分别为：
2
1 s
rP K P , rR Ki , CR
路阻抗为：
2 Kic 1 时，电 , LR 2 Kic 2
图2
另一种 PR 控制器的形式
当控制器输出被限幅电路限制时，控制器中的 积分器就可能出现饱和的现象。而 PR 控制器中包 含了两个积分器，因此饱和现象同样是存在的。
GPR ( s) K p
2 Kic s s 2c s 2
2
(2)
同样，这种 PR 控制器也可以用两个积分器组
成，如图 2 所示。
e
Kp
电路，如图 4 所示。其阻抗的传递函数为：
+ +
Z ( s) rP
2c
+ 1 s
2c K i
rR LR s CR rR LR s 2 LR s rR
2c K i
yr
-
+
2
1 s
PR Controller
1 Kp
图6
本文提出的抗饱和方案
新的控制方案便基于此等效电路，如图 6 所示。 虚线框中为 PR 控制器， 图中 y 表示 PR 控制器的输出， yp、yr 分别表示输出 y 的比例部分和谐振部分。他们之 间的关系满足：
PID讲解
正文开始：这篇文章分为三个部分：∙PID原理普及∙常用四轴的两种PID算法讲解(单环PID、串级PID)∙如何做到垂直起飞、四轴飞行时为何会飘、如何做到脱控？PID原理普及1、对自动控制系统的基本要求：稳、准、快：稳定性（P和I降低系统稳定性，D提高系统稳定性）：在平衡状态下，系统受到某个干扰后，经过一段时间其被控量可以达到某一稳定状态；准确性（P和I提高稳态精度，D无作用）：系统处于稳态时，其稳态误差；快速性（P和D提高响应速度，I降低响应速度）：系统对动态响应的要求。
一般由过渡时间的长短来衡量。
2、稳定性：当系统处于平衡状态时，受到某一干扰作用后，如果系统输出能够恢复到原来的稳态值，那么系统就是稳定的；否则，系统不稳定。
3、动态特性（暂态特性，由于系统惯性引起）：系统突加给定量（或者负载突然变化）时，其系统输出的动态响应曲线。
延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间、超调量和振荡次数。
通常：上升时间和峰值时间用来评价系统的响应速度；超调量用来评价系统的阻尼程度；调节时间同时反应响应速度和阻尼程度；4、稳态特性：在参考信号输出下，经过无穷时间，其系统输出与参考信号的误差。
影响因素：系统结构、参数和输入量的形式等5、比例（P）控制规律：具有P控制的系统，其稳态误差可通过P控制器的增益Kp来调整：Kp越大，稳态误差越小；反之，稳态误差越大。
但是Kp越大，其系统的稳定性会降低。
由上式可知，控制器的输出m(t)与输入误差信号e(t)成比例关系，偏差减小的速度取决于比例系数Kp：Kp越大，偏差减小的越快，但是很容易引起振荡（尤其是在前向通道中存在较大的时滞环节时）；Kp减小，发生振荡的可能性小，但是调节速度变慢。
单纯的P控制无法消除稳态误差，所以必须要引入积分I控制。
原因：（R为参考输入信号，Kv为开环增益）当参考输入信号R不为0时，其稳态误差只能趋近于0，不能等于0。
因为开环增益Kv不为0。
6、比例微分（PD）控制规律：可以反应输入信号的变化趋势，具有某种预见性，可为系统引进一个有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，而从提高系统的稳定性。
永磁同步电机pi参数调节
永磁同步电机pi参数调节一、引言永磁同步电机是现代电动机领域中的一项重要技术，它具有高效率、高功密度和高控制精度等优势，在工业自动化和电动车辆等领域得到广泛应用。
电机控制中的PI参数调节是实现电机运行稳定性和性能优化的关键步骤。
本文将深入探讨永磁同步电机PI参数调节的相关内容，包括调节方法、调节原理以及调节过程中需要注意的问题。
二、永磁同步电机PI参数调节的目标永磁同步电机的PI参数调节的目标是通过调节电流环和速度环的PI控制器的参数，使电机的控制系统能够快速响应、稳定运行并具备良好的抗干扰能力。
在实际应用中，PI参数调节的目标可以具体表述为以下几点： 1. 提高电机的响应速度和稳定性； 2. 减小电机在转矩变化和负载扰动下的误差； 3. 实现电机控制系统的抗干扰能力； 4. 改善电机的能耗效率。
三、永磁同步电机PI参数调节方法永磁同步电机PI参数调节方法主要包括经验调节法和自适应调节法。
3.1 经验调节法经验调节法是根据经验和实践来确定PI参数的调节方法。
该方法常常用于初期参数的设定，经过调试和实验验证后可以得到较为合理的参数。
经验调节法的步骤如下： 1. 初始参数选择：根据电机的基本参数和系统的要求，选择合适的初始参数； 2. 手动调试：通过实验和调试，逐步调节PI参数直至满足控制系统的性能指标； 3. 实时监测和调整：根据电机工作状态的变化，实时监测电机的控制性能，并根据需要进行参数调整。
经验调节法的优点是简单易行，但缺点是对操作人员的经验要求较高，并且无法应对系统参数变化和负载扰动等实时变化的情况。
3.2 自适应调节法自适应调节法是根据电机系统的实时状态和反馈信息，自动调节PI参数的方法。
该方法通过建立电机动态模型和参数辨识方法，实现对PI参数的实时调节。
自适应调节法的步骤如下： 1. 建立电机动态模型：根据电机的物理特性和控制要求，建立准确的电机动态模型； 2. 参数辨识：利用实时反馈信号和参数辨识算法，辨识当前工作状态下的电机参数； 3. 参数调节：根据辨识得到的参数，实时调节PI控制器的参数； 4. 控制性能评估和优化：通过实时监测和系统性能评估，优化调节参数，提高电机的控制性能。
名词解释控制器积分饱和
控制器积分饱和（Controller Integral Saturation）是控制系统中的一个现象，指的是当控制器输出的积分部分超过一定限制范围时，积分项被限制在该范围内，不再增加。
这是为了防止控制器输出过大而导致系统不稳定或产生不良影响的情况。
控制器积分饱和通常在使用比例积分（PI）或比例积分微分（PID）控制器时会出现。
积分项的作用是为了消除系统的静态误差，即控制系统的输出与期望值之间的偏差。
然而，在某些情况下，当系统初始状态较差或存在系统参数变化等因素时，积分项可能会积累过多的误差，并导致控制器输出过大。
为了解决控制器积分饱和的问题，常见的方法是引入积分限制或积分分离。
积分限制是通过设置控制器输出的上下限，限制积分项的增长范围，从而避免过度积分。
积分分离是将积分项与比例项和微分项分开处理，使积分项的作用范围更加灵活，以应对不同的控制需求。
通过控制器积分饱和的限制，可以提高控制系统的稳定性和鲁棒性，避免过度补偿和振荡现象的发生。
pi调节器的原理
pi调节器的原理
pi调节器（也称为PI控制器）是一种常用的控制器，用于自
动调节一个系统的输出值以使其接近一个预定的目标值。
它由比例控制器和积分控制器两部分组成。
其基本原理是通过对误差进行比例和积分运算来生成控制信号，以调整系统的输出值。
在pi调节器中，比例控制器的作用是根据当前的误差大小来
产生一个与误差成比例的控制信号。
当误差越大时，比例控制器输出的信号也越大，从而加大系统的调整力度。
这样可以快速地减小误差，使系统更快地接近设定值。
积分控制器则是对误差进行累加运算，根据误差累计的情况来生成控制信号。
积分控制器的作用是消除系统的稳态误差，即保证系统最终能够完全接近设定值。
当系统存在稳态误差时，积分控制器会通过累积误差的方式逐渐增加控制信号，直到稳态误差被消除。
pi调节器通过比例和积分控制的组合，可以实现对系统的动态响应和稳态误差的调整。
比例控制器具有快速的响应速度，能够迅速减小误差，而积分控制器能够稳定系统，消除稳态误差。
两者相互协调工作，可以使系统快速而稳定地达到设定值。
需要注意的是，pi调节器的性能还受到控制参数的选择和调整的影响。
合理选择和调整比例增益和积分时间常数是确保系统稳定性和性能的关键。
此外，pi调节器也可以通过添加其他控制功能，如误差滤波、饱和限制等来进一步改进控制系统的性能。
pi调节饱和限制
PI（比例积分）调节是控制系统中常用的一种调节器，它结合了比例（P）和积分（I）两个控制部分，以更好地满足系统对于快速响应和稳态性能的需求。
饱和限制是在一些工业实际系统中常常遇到的问题，特别是在控制执行机构的输出存在范围限制的情况下。
在这种情况下，PI调节器的设计需要考虑如何有效地处理输出饱和问题，以提高系统的性能和稳定性。
### PI调节器概述PI调节器是一种经典的比例-积分控制器，其输出由比例部分和积分部分的线性组合构成。
比例部分对系统的当前误差进行调节，积分部分对系统的历史误差进行调节，从而改善系统的稳态性能。
PI调节器的数学表达式如下：PI调节器通过调节\(K_p\) 和\(K_i\) 的值，可以实现对系统动态响应和稳态性能的调节。
### 输出饱和问题在实际应用中，控制系统的执行机构（比如电机、阀门）的输出通常会受到物理限制，不能无限制地增大。
这就引入了输出饱和问题，即当控制器输出达到执行机构的极限时，无法再继续增大，导致系统的响应出现偏差。
### 处理输出饱和的方法为了处理输出饱和问题，可以采取一些有效的方法，尤其是对于PI调节器：#### 1. **积分分离**在输出饱和问题中，积分部分是一个关键因素。
在输出饱和的情况下，积分部分会继续累积误差，导致系统的偏差。
为了避免这个问题，可以采用积分分离的方法，即在饱和时停止积分。
这可以通过在积分项前面引入饱和函数来实现。
#### 2. **饱和模型**将输出饱和考虑为控制系统的一部分，建立饱和模型。
通过建立饱和模型，可以更准确地预测系统在饱和时的行为，并相应地调整控制器参数。
这样可以在系统设计阶段更好地考虑到饱和问题。
#### 3. **反馈线性化**使用反馈线性化技术，将饱和系统的非线性特性转换为线性特性。
这可以通过在控制器中引入非线性函数，将输出饱和的特性线性化，从而更好地处理饱和问题。
### PI调节器的参数整定在处理输出饱和问题时，PI调节器的参数整定变得更为重要。
pi调节饱和限制 -回复
pi调节饱和限制-回复Pi调节饱和限制是指在控制系统中采用PI控制器来应对饱和限制的一种控制策略。
在一些实际控制系统中，由于执行机构的限制或者传感器的非线性特性，控制系统输出信号可能会受到一定的饱和限制，这会导致系统的稳定性和性能受到很大的影响。
因此，采用PI调节饱和限制策略对系统进行控制以弥补传统PI控制器的不足势在必行。
文章将依次介绍PI控制器、饱和限制的概念及其影响、PI调节饱和限制的原理和实现方法，并分析其优点和应用案例。
最后，总结PI调节饱和限制的作用和意义。
第一部分：PI控制器首先，我们需要了解什么是PI控制器。
PI控制器是一种常用的工业控制器，其输出信号根据输入信号和误差信号的积分、比例计算得出。
比例项主要根据系统输出和目标值的差异进行调整，而积分项则考虑误差信号的累积效应。
PI控制器通过调整比例和积分系数来实现对系统输出的精确调节。
然而，传统的PI控制器在面对饱和限制时常常会出现响应迟滞和超调等问题。
第二部分：饱和限制的概念及其影响饱和限制是指当控制系统的输出信号超过一定范围时，执行机构或者传感器的非线性特性会对输出信号进行限制。
在受饱和限制影响的情况下，控制系统可能无法实现期望的控制目标，系统的稳定性和性能会受到很大的影响。
饱和限制还可能导致系统响应迟滞、超调、震荡等问题。
第三部分：PI调节饱和限制的原理和实现方法为了解决饱和限制对系统的不利影响，我们可以采用PI调节饱和限制策略。
该策略主要通过动态调整PI控制器的输出信号来应对饱和限制，以实现更好的控制效果。
在PI调节饱和限制策略中，我们需要引入一个饱和限制器或者称为饱和补偿环节，用于对PI控制器的输出信号进行限制。
饱和限制器一般采用反馈的方式，将控制器输出信号进行处理，使其在一定范围内稳定工作。
饱和补偿环节可以根据系统要求采用不同的设计方式，例如线性饱和补偿、非线性饱和补偿等。
在实现PI调节饱和限制过程中，一个重要的问题是如何选择合适的饱和补偿环节参数。
PI调节规律知识分享
P I调节规律比例（P）控制比例控制是一种最简单的控制方式。
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。
积分（I）控制在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。
对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。
为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。
积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。
这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。
因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分（D）控制在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。
其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。
解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。
这就是说,在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。
所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
5、PID控制器的参数整定PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类：一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。
积分饱和现象与抗积分饱和的措施
aT
a
2
1 m a T
画出校正后系统的波特图并验算
验算相位裕度是否满足要求？如果不满足，则需增大 从第步开始重新进行计算。
值，
也可按右式计算: 180 [G( jc)] m
u (k ) u ( j )
j 0
k
需要采用一定的方法来解决， 例如用有积累作用的元件来实现； 而目前 较多的是利用算式 u(k ) u(k 1) u(k ) 通过软件来完成。
2.6
系统校正方法
系统校正就是找出一种合适的装置，将其置于控制系统中，以
完成系统综合的任务，即使控制系统达到所要求的性能指标
R2 (1 R1Cs) /( R1 R2 ) R2 (1 R1Cs ) ( R1 R2 R1R2Cs ) /( R1 R2 ) R2 R1 R1 R2Cs
1 R1 R2 R2 1 R1 R2 R2 R1C s 1 1 aTS R2 R1 R2 RRC a 1 TS 1 1 2 s R1 R2
uPI>设定限值时， uPI=umax
结果：这样有可能在正常操作中不能消除系统的余差
②积分分离法
e>设定限值时，改用纯P调节
结果：既不会积分饱和又能在小偏差时利用积分作用消除偏差
③遇限削弱积分法
uPI>设定限值时，只累加负偏差，反之亦然
结果：可避免控制量长时间停留在饱和区
2.5.3
位置型与增量型PID算法
(6-4)
画出对数频率特性如图2.6.3.5所示。
显然，超前网 络的Bode图 在1/aT至1/T 之间的输入信 号有明显的微 分作用。
数字PID控制中的积分饱和问题
∫
经离散化后可得位置式算法公式
K
u ( k ) = Kp e ( k ) + Ki
∑e ( j)
j =0
+ Kd [ e ( k - 1 ) ] , ( 2 )
1 积分饱和产生的原因
数字 P I D 控制系统的原理框图如图 1 所示 。该 控制系统由数字 P I D 控制器 、 执行机构和被控对象 组成 。
PI D 控制算法后 , 可以避免控制量长时间停留在饱
和区 。
由仿真结果可以看出 , 采用遇限削弱积分 P I D 控制算法后 ,可以避免控制量长时间停留在饱和区 , 从而改善控制器的抗积分饱和性能 , 同时防止系统 产生超调 。 2. 3 变速积分 P I D 算法 [2] 变速积分 P I D 算法 是设法改变积分项的累 加速度 ,使其与偏差大小相对应 : 偏差越大 , 积分越 慢 ; 反之则越快 。
图 2 具有饱和作用的系统结构图
如果被控制对象由于负荷突变的原因 , 引起误 差的阶跃 ,由式 ( 2 )计算出的控制量超出控制范围 , 如果 u > umax ,那么实际上控制量 u 就只能取上限值 um ax ,而不是计算值 ,具体情况如图 3 所示 。此时 ,被 控参数 c ( t) 值虽在不断上升 , 但由于控制量受到限 制 ,其增长要比没有受到限制时慢 , 误差 e ( k ) 将比 正常情况下持续更长的时间保持在正值 , 从而使式 ( 2 )中的积分项有较大的累积值 。当被控参数 c ( t) 超出给定值后 ,开始出现负值 ,但由于积分项的累积 值很大 ,还要经过一段时间 τ后 ,控制量才脱离饱和 区 ,这样就使系统出现明显的超调 。在对超调量有 严格限制的系统 (如锅炉水位控制系统 ) 是不允许 的 。这种饱和作用是由积分项引起 , 故称为积分 [1] 饱和 。
PI调节的一些要点
1、从连续域到离散域在连续域中，PI 补偿网络的传函为：1(s)c p i G k k s =+ (1) PI 的输出为，(s)(s)*(s)c E e G = (2) 对上式进行离散化有，0()()()N p i s n E n e n k k T e n ==+∑ (3) 其中T s 为采样周期。
令n=n-1，有，10(1)(1)(1)N p i s n E n e n k k T e n -=-=-+-∑(4)两式相减，有每次PI 输出增量为，()(1)(()(1))()p i E n E n E k e n e n k e n --=∆=--+ (5) 由上式可知，在每次PI 调节的中断中，只需将上一次PI 的输出加上一个增量2、k p 与稳态误差如果只有k p ，由(3)式，假设此时稳态误差e(n)为0，则稳态时PI 输出E(n)为0，显然这是不可能的，稳态时E(n)应该为一个非0常量，需要有积分项来消除稳态误差。
3、超调与积分饱和假设参考信号有一个阶跃，在PI 的作用下，反馈信号应当能及时跟上并稳定，为了有比较快的响应速度，积分常数k i 可能会比较大，当反馈信号上升达到参考信号时，由于积累了之前的误差作用，反馈信号会有一个超调，此时误差为负，在通过PI 的作用，向参考信号靠近。
为了减小这个超调，可以在积分的输出上加一个限幅，使得其不用累积所有的之前的误差，而比例的输出不加限幅。
4、数字延迟加入了一拍额外的延时环节造成了系统的不稳定。
分析是延时造成了相角裕度的减小，而本身环路中相角裕度又比较小，使得了系统的相角裕度为负，造成了系统的不稳定。
因此降低k p ，降低系统的带宽，增加相角裕度，最后达到了稳定。
5、调节方法先调k p ，使系统稳定，之后逐渐增加k i ，消除稳态误差。
PI参数调节
采样周期取决于器件性能，一般是越快越好，角速度积分的Dt，也是越小求解角度越精确。
控制周期取决于电机及机械时间常数，这种小车应用取几十毫秒就行了。
好电机的时间常数应该可以查到，一般有铁芯的微电机在几十毫秒到上百毫秒左右，空心杯电机要低些，因为转子质量小频响高机械时间常数跟你做的车体结构、质量分布及传动方式有关，这个精确计算不容易，但一般都是慢于电机响应速度的。
关于PID参数的选择，仅凭LZ说的信息我是没法给你个具体参数值的首先要明确你说的PID是否是角速度的PID？角速度的积分实际就是角度信息，你是只对角速度做PID呢？还是对倾角也做了PID？如果有对倾角的闭环控制，首先要保证倾角计算的合理性，不能直接用加速度计的倾角，他会被加减速时的线加速度干扰。
我自己是把角速度积分分离出来的，在采样周期里高速做积分，并与加速度倾角做数据融合，可用KALMAN 滤波或者互补滤波算法。
简单的控制模型，注意这个图是相对于倾角控制的，Kp代表角度反馈量，Kd代表角速度反馈量，换成一般讲的角速度控制，就是PI控制(原文件名:未命名.JPG)引用图片简单的调试方法：角速度反馈P量（就是上图中的角度Kd）的调整比较简单，手捏住轮子固定，然后推车身，正反向都有明显阻力即可，比开始振荡时稍微小点就行了－－这个就相当于上图中的“阻尼器”。
然后P量设为0，调试角度反馈量（就是上图中的角度Kp），方法一样，保证车身在明显倾斜时能够缓慢反馈纠正即可。
－－这个就相当于上图中的“复位弹簧”。
－－你可以想象：如果上图中只有“复位弹簧”没有“阻尼器”时，小车偏移后能归中，但过程会很长，有个收敛的摆动过程如果上图中只有“阻尼器”没有“复位弹簧”时，小车对瞬时倾斜有很强的阻尼，但由于确少绝对参照永远不会归中然后把两种反馈都加上，结合起来再调整下基本就OK了，一般的平衡车、四轴、航模直升机锁尾之类应用，基本都是这个PI算法。
关于角速度的微分量D，它实际控制的角加速度，不能照书本上片面的理解为“增加就可减小超调”它的前提是输入信号必须“干净”，而且D量的反馈量要能被机械执行机构快速响应。
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pi调节饱和限制
Pi调节饱和限制（也称为饱和传感器反应器）是一种广泛应用于工业自动化系统中的控制器，用于解决过程控制中的过饱和问题。
在控制系统中，过饱和是指当控制信号超出可调节范围时，系统的输出无法按照预期的方式进行调整。
因此，这种调节器被设计为在控制输出信号接近饱和点时自动减小调节增益，以避免输出信号超出可调节范围。
Pi调节器包含比例（P）和积分（I）两个控制算法的结合。
比例控制根据目标值与实际值之间的差异进行调整，而积分控制则根据时间来调整。
当控制输出信号接近饱和点时，饱和传感器会自动启动，并减小这两个控制算法的增益。
这样可以有效地减少过饱和问题，并提高系统的控制性能和稳定性。
Pi调节饱和限制可以用于许多不同领域的控制应用，例如温度控制、压力控制、液位控制等。
在这些应用中，传感器通常使用反馈系统来监测过程变量，并将其与设定值进行比较。
根据差异的大小，控制器将相应的控制信号发送到执行机构，以调整过程变量。
然而，在某些情况下，比例和积分控制的增益可能过高，导致控
制输出信号超出可调节范围。
这可能是由于传感器的灵敏度过高，或
者由于负载变化过大等原因引起的。
当这种情况发生时，饱和传感器
将自动启动并减小调节增益，以防止输出信号超出可调节范围。
这样
可以保持系统的稳定性，并防止过饱和问题。
Pi调节饱和限制的工作原理如下：当控制输出信号超出可调节范
围时，饱和传感器会根据设定的参数和调节增益来计算一个饱和因子。
该饱和因子表示控制输出信号与可调节范围之间的差异。
然后，饱和
传感器将根据这个因子来调整比例和积分控制算法的增益，从而使输
出信号保持在可调节范围内。
饱和传感器通常包含一个比例因子和一个积分因子，用于调整比
例和积分控制算法的增益。
这些因子可以根据具体的控制要求进行调整，以实现最佳的控制性能和稳定性。
Pi调节饱和限制具有许多优点。
首先，它可以有效地解决过饱和
问题，保持控制输出信号在可调节范围内。
其次，它可以提高系统的
稳定性和控制性能，减少系统的振荡和不稳定现象。
此外，它还可以
减少运行和维护成本，并延长设备的使用寿命。
然而，Pi调节饱和限制也存在一些局限性。
首先，该方法仅适用
于具有可调节范围的控制器。
如果控制器的输出信号没有可调节范围，则无法通过减小调节增益来避免过饱和问题。
其次，如果饱和传感器
的参数设置不合理，可能会导致过度抑制控制输出信号，从而影响系
统的控制性能。
总之，Pi调节饱和限制是一种常用的控制方法，可用于解决过程
控制中的过饱和问题。
通过自动减小调节增益，Pi调节饱和限制可以
保持控制输出信号在可调节范围内，提高系统的稳定性和控制性能。
然而，在实际应用中，需要根据具体的控制要求和系统特性进行参数
设置和调整，以获得最佳的控制效果。