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仿人智能PID控制

仿人智能PID控制资料

导致系统不稳定。kp取值过小。则系统响应速度缓慢。会降低调节精度。 2)积分系数ki的作用是消除系统的稳态误差。ki 越大，系统的静态误差消除越快，但ki过大，在响应过程的初期会产生积分饱和现象，从而引起响应过程的较大的超调。若ki 过小，将使系统静态误差难以消除，影响系统的调节精度。

3)微分系数kd的作用是改善系统的动态特性，其作用主要是在响应过程中抑制偏差向任何方向变化，对偏差变化进行提前预报。但kd过大，会影响过程提前制动，从而延迟调节时间。 kp、ki、kd的调节规则如下：

1)当偏差较大时，选择适当大的kp、ki、kd，使系统快速上升，但又不会产生过大的超调；当偏差进入小范围内，适当减小ki、kd，以提高稳态精度。 2)在响应的初期，ki应取较小的值，以避免积分饱和；随着偏差的减小和偏差变化率的增大，也适当增大。

2．2 设计仿人智能 PID控制器的参数

在一般 PID控制器中，kp、ki、kd是定常的参数。 本文设计的仿人智能 PID控制器是在一般 PID控制器的基础上，根据上述的kp、ki、kd的调节规则，设计根据误差和误差变化率进行实时更新的kp、ki、kd，以达到增强系统稳定性、加快系统响应速度、减小超调量和提高稳态精度的目的。

kp、ki、kd是与误差e和误差变化率ē相关的函数，表达式形式为： kp = f1(e,ē)=f11(e)+f12(ē)+f13(e,ē) (2) ki = f2(e,ē)=f21(e)+f22(ē)+f23(e,ē) (3) kd = f3(e,ē)=f31(e)+f32(ē)+f33(e,ē) (4)

otcotc-()-(

f11(e)=k11﹒[1-expb11],f12=k12﹒expb12) (5)

otcotcf21(e)=k21﹒[1-expb21],f22=k22﹒expb22(6) otcotc-()-(

f31(e)=k31﹒[1-expb31],f32=k32﹒expb32) (7)

kp、ki、kd的值随着误差e和误差变化率ē改变。当偏差较kp、ki、kd

大时，偏差的权应该大些，而当偏差小时，应适当增加偏差变化率的权重。由此而设计可方便地改变误差e和误差变化率ē权重的函数形式。

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