控制工程基礎

在微控制器上實作位置型的PI控制,以PWM的責任週期(0~100%)作為操作量。對積分飽和的對策,正確的是下列何者?

  1. A飽和期間加大比例增益,讓它早點脫離飽和
  2. B只要以浮點數計算積分項就不會溢位,因此不需要特別的對策
  3. C輸出飽和期間,若誤差的方向會加深飽和就停止積分,或把與限制後的值之差回饋到積分,以壓低積分的值
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正確答案:C. 輸出飽和期間,若誤差的方向會加深飽和就停止積分,或把與限制後的值之差回饋到積分,以壓低積分的值

第1種方法是條件積分(箝制):輸出飽和且誤差的方向會使飽和加深時,不更新積分。第2種是反算法(back-calculation):把限制前的計算值與實際輸出的值之差乘上係數回饋到積分,把積分的值拉回來。在計算操作量變化量的速度型PID控制中,只要限制輸出,就不容易發生積分飽和。以整數的定點數計算時,也要以飽和運算等防範積分變數本身的溢位。

  • A. 即使提高比例增益,累積的積分值也不會減少,因此不是根本的對策。
  • B. 積分飽和與溢位是不同的現象,即使用浮點數,積分的值也會變得太大而造成過衝。
  • C. 正確。條件積分與反算法是代表性的方法。
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