數(shù)字PID控制的原理

　　自從計(jì)算機(jī)和各類微控制器芯片進(jìn)入控制領(lǐng)域以來(lái)，用計(jì)算機(jī)或微控制器芯片取代模擬 PID控制電路組成控制系統(tǒng)，不僅可以用軟件實(shí)現(xiàn) PID 控制算法，而且可以利用計(jì)算機(jī)和微控制器芯片的邏輯功能，使 PID 控制更加靈活。將模擬PID 控制規(guī)律進(jìn)行適當(dāng)變換后，以微控制器或計(jì)算機(jī)為運(yùn)算核心，利用軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn) PID 控制和校正，就是數(shù)字（軟件）PID 控制。

　　由于數(shù)字控制是一種采樣控制，它只能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差值來(lái)計(jì)算控制量，因此需要對(duì)連續(xù) PID 控制算法進(jìn)行離散化處理。對(duì)于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)而言，盡管對(duì)像的工作狀態(tài)是連續(xù)的，但如果僅在離散的瞬間對(duì)其采樣進(jìn)行測(cè)量和控制，就能夠?qū)⑵浔硎境呻x散模型，當(dāng)采樣周期足夠短時(shí)，離散控制形式便能很接近連續(xù)控制形式，從而達(dá)到與其相同的控制效果。

　　PID的增量型公式：

　　PID=Uk+KP*【E(k)-E(k-1)】+KI*E(k)+KD*【E(k)-2E(k-1)+E(k-2)】

　　PID算法具體分兩種：一種是位置式的 ，一種是增量式的。

　　位置式PID的輸出與過(guò)去的所有狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí)要對(duì)e（每一次的控制誤差）進(jìn)行累加，這個(gè)計(jì)算量非常大，而明顯沒(méi)有必要。而且小車的PID控制器的輸出并不是絕對(duì)數(shù)值，而是一個(gè)△，代表增多少，減多少。換句話說(shuō)，通過(guò)增量PID算法，每次輸出是PWM要增加多少或者減小多少，而不是PWM的實(shí)際值。所以明白增量式PID就行了。

PID控制原理：

　　本系統(tǒng)通過(guò)擺桿（輥）反饋的位置信號(hào)實(shí)現(xiàn)同步控制。收線控制采用實(shí)時(shí)計(jì)算的實(shí)際卷徑值，通過(guò)卷徑的變化修正PID前饋量，可以使整個(gè)系統(tǒng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定運(yùn)行。

　　PID系統(tǒng)特點(diǎn)：

　　1、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度可以通過(guò)電位器來(lái)控制，把S350設(shè)置為SVC開(kāi)環(huán)矢量控制，將模擬輸出端子FM設(shè)定為運(yùn)行頻率，從而給定收卷用變頻器的主速度。

　　2、收卷用S350變頻器的主速度來(lái)自放卷（主驅(qū)動(dòng)）的模擬輸出端口。擺桿電位器模擬量

　　信號(hào)通過(guò)CI通道作為PID的反饋量。S350的頻率源采用主頻率Ⅵ和輔助頻率源PID疊加的方式。通過(guò)調(diào)整運(yùn)行過(guò)程PID參數(shù)，可以獲得穩(wěn)定的收放卷效果。

　　3、本系統(tǒng)啟用邏輯控制和卷徑計(jì)算功能，能使系統(tǒng)在任意卷徑下平穩(wěn)啟動(dòng)，同時(shí)兩組PID參數(shù)可確保生產(chǎn)全程擺桿控制效果穩(wěn)定。