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PID
调节控制做电机速度控制
V1.1 – Jan 23, 2006
中文版
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调节控制做电机速度控制
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调节控制做电机速度控制
目½
页
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模拟PID控制
...................................................................................................................................... 1
1.1
模拟PID控制原理
...................................................................................................................... 1
2
数字PID控制
...................................................................................................................................... 3
2.1
½½式PID算法
.......................................................................................................................... 3
2.2
增量式PID算法
.......................................................................................................................... 4
2.3
控制器参数整定
......................................................................................................................... 4
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
凑试法...........................................................................................................................
5
临界比例法...................................................................................................................
5
经验法...........................................................................................................................
5
采样周期的选择...........................................................................................................
6
2.4
参数调整规则的探索
................................................................................................................. 6
2.5
自校正PID控制器
...................................................................................................................... 7
3
½件说明.............................................................................................................................................
8
3.1
½件说明.....................................................................................................................................
8
3.2
档案构成.....................................................................................................................................
8
3.3 DMC界面.................................................................................................................................... 8
3.4
子程序说明.................................................................................................................................
9
4
程序范例...........................................................................................................................................
16
4.1 DEMO程序 ............................................................................................................................... 16
4.2
程序流程与说明
....................................................................................................................... 19
4.3
中断子流程与说明
................................................................................................................... 20
5
MCU½用资源 ................................................................................................................................. 21
5.1 MCU硬件½用资源说明.......................................................................................................... 21
6
实验测试...........................................................................................................................................
22
6.1
响应曲线...................................................................................................................................
22
7
参考文献...........................................................................................................................................
26
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调节控制做电机速度控制
修订记½
日期
2004/11/26
2006/1/23
版本
1.0
1.1
编写及修订者
初版
错误校正
编写及修订说明
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调节控制做电机速度控制
1
模拟
PID
控制
将偏差的比例（Proportion）
、积分（Integral）和微分（Differential）通过线性组合构成控制量，
用这一控制量对被控对象进行控制，这样的控制器称
PID
控制器。
1.1
模拟
PID
控制原理
在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是
PID
控制。为了说明控制器的工½原理，先看
一个例子。如图
1－1
所示是一个小功率直流电机的调速原理图。给定速度
n
0
(
t
)
与实际½速进行比
较
n
(t )
，其差值
e
(
t
)
=
n
0
(
t
)
−
n
(
t
)
，经过
PID
控制器调整后输出电压控制信号
u
(t )
，
u
(t )
经过功
率放大后，驱动直流电动机改变其½速。
n
0
(
t
)
＋
－
e
(t )
PID控制器
u
(t )
直流电机
n
(t )
图
1－1
小功率直流电机调速系统
常规的模拟
PID
控制系统原理框图如图
1－2
所示。该系统由模拟
PID
控制器和被控对象组成。
图中，
r (
t
)
是给定值，
y(
t
)
是系统的实际输出值，给定值与实际输出值构成控制偏差
e
(t )
e
(
t
)
=
r (
t
)
−
y (
t
)
控制规律为
（式
1－1）
e
(t )
½为
PID
控制的输入，
u
(t )
½为
PID
控制器的输出和被控对象的输入。所以模拟
PID
控制器的
de
(
t
)
1
t
u(
t
)
=
Kp
[
e
(
t
)
+
∫
e
(
t
)
dt
+
Td
]
0
Ti
dt
其中：
（式
1－2）
Kp
―― 控制器的比例系数
Ti
－－ 控制器的积分时间，也称积分系数
Td
―― 控制器的微分时间，也称微分系数
比例
＋
r (
t
)
＋
e
(t )
－
积分
＋
＋
u
(t )
被控对象
y(
t
)
微分
图
1－2
模拟
PID
控制系统原理图
1、
比例部分
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