串联型PID，并联型PID与标准型PID简要说明

Posted 2023-04-12

参考技术A PID广泛应用于工业生产各个环节，然而对于不同PID结构会有一些差异，导致在调参时若按照常规的经验调试，结果将会有非常大的不同。

串联型PID的三个环节由比例，积分和微分项串级而成，结构简图如下：

其传递函数为：

若使用后向欧拉法将其离散化，即将：

带入式(1-1)中，可得到：

其中：

式(1-3)即为串联型PID的离散化增量式实现。利用递推的方法可得到绝对式实现如下：

并联型PID的三个环节由比例，积分和微分项并联而成，其结构简图如下：

其传递函数为：

串联型与并联型二者的系数有所不同，其关系如下：

使用后向欧拉离散化，可得到并联型PID的离散化增量式实现如下：

若使用Tustin方式离散化，即将：

带入式(2-1)中，并将 置为0，可得到：

此即为并联型PI的离散化增量式实现。同样利用递推的方法可以得到绝对式实现如下：

标准型PID与上述二者都不同，其结构简图如下：

其传递函数为：

此时有：

使用后向欧拉离散化方法，可得到标准型PID的离散化增量式实现：

若使用Tustin方式离散化，并将 置0，则得到标准型PI的离散化增量式实现：

式(3-4)即为TI的快速电流环(FCL)中速度优化型PI控制器实现原理。值得注意的是，FCL中的各变量均为标幺值，因此实际实现需要稍作转换，即：

其中：

最后，使用同样的递推法，可以得到绝对式实现：

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基于单片机PID控制算法开关电源设计实现(完善)

开关电源是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压。开关稳压电源（以下简称开关电源）问世后，在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。早期出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管工作于开关状态。随着脉宽调制（PWM）技术的发展，PWM开关电源问世，它的特点是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制，电源的效率可达65%~70%，而线性电源的效率只有30％~40％。因此，用工作频率为20 kHz的PWM开关电源替代线性电源，可大幅度节约能源。

工程实际中，应用最为广泛调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制主要技术之一。

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#include "Include.h"
float idata P_DATA=30;
float idata I_DATA=2;
float idata D_DATA=1; 
//声明 PID 实体
//*****************************************************
static PID idata sPID; 
static PID idata *sptr = &sPID; 

//*****************************************************
//PID 参数初始化
//*****************************************************
void IncPIDInit(void) 
{ 
sptr ->LastError = 0; //Error[-1] 
sptr ->PrevError = 0; //Error[-2] 
sptr ->Proportion = P_DATA; //比例常数  Proportional Const 
sptr ->Integral = I_DATA; //积分常数 Integral Const 
sptr ->Derivative = D_DATA; //微分常数  Derivative Const 
//sptr ->SetPoint =10;   //目标是 100
}
//*****************************************************
//增量式 PID 控制设计 
//*****************************************************
float IncPIDCalc(float NextPoint,float SetPoint ) 
{ 
	float iError, iIncpid; //当前误差
	iError = SetPoint -  NextPoint; //增量计算
		
	iIncpid = sptr ->Proportion * iError //E[k]项