设定值滤波型四参数二自由度PID算法研究

摘要

对设定值滤波型二自由度比例积分微分(PID)算法进行研究。二自由度PID相当于两个调节器的串联。第一个调节器是设定值滤波器,对设定值阶跃作衰减和惯性滤波,相当于对设定值作了一次比例积分(PI)调节。第二个调节器是对系统偏差作了一次微分先行PID调节。控制参数包含PID控制器的K_(p)、T_(i)、T_(d)和滤波系数α共四个参数。两个调节器共用一个积分参数T_(i)。用二自由度PID算法分别对水泵压力、管道流量、水箱液位和锅炉温度对象进行控制试验研究,总结出控制参数随对象惯性大小而设置的规律,即:惯性大则K_(p)和α取大值使得设定值滤波器和PID运算输出增大,反之则减小。和一自由度PID相比,二自由度PID能实现设定值跟随和扰动抑制的双优控制。