1.3.12 带死区的PID控制算法

在计算机控制系统中，某些系统为了避免控制作用过于频繁，消除由于频繁动作所引起的振荡，可采用带死区的PID控制算法：

式中，e（k）为位置跟踪偏差；e₀为一个可调参数，其具体数值可根据实际控制对象由实验确定。若e₀值太小，会使控制动作过于频繁，达不到稳定被控对象的目的；若e₀值太大，则系统将产生较大的滞后。

带死区的控制系统实际上是一个非线性系统，当|e（k）|≤|e₀|时，数字调节器输出为零；当|e（k）|＞|e₀|时，数字输出调节器有PID输出。带死区的PID控制算法流程图如图1-45所示。

图1-45 带死区的PID控制算法流程图

【仿真实例】

被控对象为

采样时间为1ms，对象输出上有一个幅值为0.5的正态分布的随机干扰信号。采用积分分离式PID控制算法进行阶跃响应，取ε=0.20，死区参数e₀=0.10，采用低通滤波器对对象输出信号进行滤波，滤波器为

取M=1，采用一般积分分离式PID控制方法，其仿真结果如图1-46所示。取M=2，采用带死区的积分分离式PID控制方法，其仿真结果如图1-47所示。由仿真结果可以看出，引入带死区PID控制后，控制器输出更加平稳。

图1-46 一般积分分离式PID控制（M=1）

图1-47 带死区的积分分离式PID控制（M=2）

〖仿真程序〗 chap1_22.m