电液比例位置控制数字PID系统(3)
3 位置控制的PID算法
1）PLC的PID控制
PLC的PID控制设计是以连续的PID控制规律为基础，而计算机控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值来计算控制量，因此将其数字化，写成离散形式的PID方程，再根据离散方程进行控制程序的设计。
在连续系统中，典型的PID闭环控制系统见图64。
图64中P(t)是给定值，Pv(t)为反馈量，c(t)为系统的输出量，PID控制器的输入输出关系如下：
2）控制系统的PID 算法
本系统电液位置控制程序工作过程如下：当上位机设定参考位置并把位置数据通过RS485总线传送给PLC，PLC通过D／A发送控制比例阀的比例放大器的模拟信号，并通过A／D接收位移传感器的反馈信号。接收的位移传感器信号与预先设定的参考值作比较，如果偏差超过了2 mm，启动PID控制算法，直到偏差在2 mm以内。在偏差控制的范围内，系统启动积分调节，直到偏差为零。在本系统的PID调节算法中，P、I调节是分开的。PLC系统首先检查实际位置和设定参考位置的偏差△，当偏差△较大时，PI调节器均起作用，但主要是P(比例)调节起作用，从而缩短了系统的响应时间。此时PID调节器给出较大的开度，提供给比例放大器的电流加大，比例阀的开度也相应地加大，液压缸运动速度加快；当偏差比较小的时候，P调节停止，只有I(积分)起调节作用，PID调节器给出较小的开度，提供给比例放大器的电流减小，比例阀开度也相应减小使缸速降低，最终液压缸以很小的速度到达参考设定位置，从而实现了液压系统的精确位置调节。
本例从改进PLC控制算法的角度提出了提高定位精度的措施和方法。在实际控制中，影响电液比例位置控制系统的因素很多，但通过改进适合现场情况的算法，是能够解决这个问题的。也可以通过进一步提高硬件的水平来减少误差，提高精度，但成本将相应增加。该控制算法应用在调簧称重试验台上取得了很好的控制效果，满足了控制精度的要求。
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