广义预测控制+经典PID控制如何用matlab编程实现在工业上如何实现控制（硬件平台）请这方面的高手帮助

广义预测控制需要实现四个功能：1、参数估计，可以用递推最小二乘法实现；2、使用丢番图方程对模型分解，分解为当前状态和历史输入对模型未来输出值的作用公式，未来输入对模型未来输出值的作用公式；推导过程过于繁琐，可以直接套用公式计算。3、参考轨迹生成，可以使用下面公式递推得到:r(n)=（1-k）y(n-1)+k(s-y(n-1))，其中k为时间常量，决定系统的调节速度，s为设定值。4、最优值计算，可以直接套用公式。实现过程：首先辨识系统模型，然后使用丢番图方程对辨识得到的模型进行分解，计算参考轨迹，最后把参考估计和分解后的系统模型带入公式得到最优输出值（其实是次优解），如此反复即可实现预测控制。

经典PID计算：可以使用增量式的公式：y(n)=y(n-1)+Kp[e(n)-e(n-1)]+Kie(n)+Kd[e(n)+e(n-2)-2e(n-1)]

需要说明广义预测控制和PID控制输出都需要设置输出值限幅。

工业实现：可以用c语言编写程序作为控制软件的控制代码，硬件平台可以是一台工控机或者PLC，另外也有这方面的软件包，不过很贵。

组态王Pid控件使用方法

KingviewPid控件是组态王提供的用于对过程量进行闭环控制的专用控件。通过该控件，用户可以方便的制作PID控制。一、控件功能：1．pid控制算法：标准型,分为增量型输出和反向作用。2．显示过程变量的精确值，显示范围[-99999999~99999999]。3．以百分比显示设定值（SP）、实际值（PV）和手动设定值（M）。4．开发状态下可设置控件的总体属性、设定/反馈范围和参数设定。5．运行状态下可设置PID参数和手动自动切换。二、使用说明：1．在画面中插入控件：组态王画面菜单中编辑\插入通用控件，或在工具箱中单击“插入通用控件”按钮，在d出的对话框中选择 “Kingview Pid Control”，单击确定。2．按下鼠标左键，并拖动，在画面上绘制出表格区域。图1 控件画面3．设置动画连接：双击控件或选择右键菜单中动画连接，在d出的属性页中设置控件名称等信息。（1）常规：图2 动画连接属性—常规设置控件名称：应符合组态王中关于名称定义的规定，例如：PIDCtrl0。优先级：是控件的 *** 作优先级，范围在1~999。安全区：安全区只允许选择。 （2）属性 类型 关联对象：图3动画连接属性—属性SP：FLOAT，控制器的设定值。PV：FLOAT，控制器的反馈值。YOUT：FLOAT，控制器的输出值。Type：LONG，PID的类型。CtrlPeriod：LONG，控制周期。FeedbackFilter：BOOL，反馈加入滤波。FillterTime：LONG，滤波时间常数。CtrlLimitHigh：FLOAT，控制量高限。CtrlLimitLow：FLOAT，控制量低限。InputHigh：FLOAT，设定值SP的高限。InputLow：FLOAT，设定值SP的低限。OutputHigh：FLOAT，反馈值PV的高限。OutputLow：FLOAT，反馈值PV的低限。Kp：FLOAT，比例系数。Ti：LONG，积分时间常数。Td：LONG，微分时间常数。Tf：LONG，滤波时间常数。ReverseEffect：BOOL，反向作用。IncrementOutput：BOOL，是否增量型输出。DeadBandLow：Long，无效。Status：BOOL，手自动状态。M：FLOAT，手动设定值。PercentRange：float，手动时调节的调节幅度，默认是1，（可以在运行时，点击参数按钮在手动调节比率里面调节此参数）。新增功能。注意：在使用变量关联时，只有控件所处的画面处于激活状态，控制功能才会执行。 （3）命令语言中的使用A、在使用变量关联时：此时，只有控件所处的画面处于激活状态，控制功能才会执行，如果工程中存在多个画面，并且PID控件画面并不总是处于激活状态，则应该采用命令语言的方式使用PID控件。即，在控件所处画面的画面命令语言中，使用赋值的方式，显示地交换PID控制值。选择画面命令语言中的控件，如下所示：图4控件属性和方法在属性或方法中选择相应的选项，在存在时出现命令语言，如我们选择SP双击，则如下显示：图5画面命令语言显示时：当画面由隐含变为显示时，则“显示时”编辑框中的命令语言就被执行一次。存在时：只要该画面存在，则“存在时” 编辑框中的命令语言就反复按照设定的时间周期执行。隐含时：当画面由显示变为隐含或关闭时，则“隐含时”编辑框中的命令语言就被执行一次。输入命令语言，如下： 图6画面命令语言 其中，SP为设定变量，PV为反馈变量，YOUT为控制器输出变量。B、在使用工程浏览器的应用程序命令语言时：应用程序语言可以在程序启动时执行、关闭时执行或在程序运行期间定 期执行。（1）打开工程浏览器：图7应用程序命令语言应用程序命令语言的运行时编写同上面。程序如下：图8应用程序命令语言4．设置控件属性：选择控件右键菜单中“控件属性”。d出控件固有属性页，可分别设置如下属性：（1）总体属性：图9 总体属性控制周期：PID的控制周期，为大于100的整数。且控制周期必须大于系统的采样周期。反馈滤波：Pv值在加入到PID调节器之前可以加入一个低通滤波器。输出限幅：控制器的输出限幅Yout的值。 （2）设定/反馈变量范围：图10 设定/反馈变量范围输入变量：设定值sp或者反馈值pv对应的最大值（100%）和最小值（0%）的实际值。 设定值sp与反馈值pv一般最大值、最小值相同。输出变量：输出值Yout对应的最大值（100%）和最小值（0%）的实际值。（3）参数选择：图11 参数选择PID类型：选择使用标准型。比例系数Kp：设定比例系数。一般取值范围：1-10积分时间Ti：设定积分时间常数，就是积分项的输出量每增加与比例项输出量相等的值所需要的时间。一般取值范围：1000-5000ms 微分时间Td：设定微分时间常数，就是对于相同的输出调节量，微分项超前于比例项响应的时间。一般取值为0反向作用：输出值取反。 增量型输出：控制器输出为增量型。 5、运行时的 *** 作：手动/自动，自动时，控制器调节作用投入。手动时，控制器输出为手动设定值经过量程转换后的实际值。手动设定为M，是YOUT的值。手动值设定（上/下），每次点击手动设定值增加/减少1%6、运行时的参数设置：如图12所示标准型PID参数：比例系数、积分常数、微分常数，PID的常规参数反向作用：输出值取反手动情况下设定手动调节比率：图12 PID参数设置三、目前不支持的功能：1、增量型对象暂时不易实现。2、控制周期不能低于采样周期。

基本的PID可以用运放+电容组成比例积分-比例微分电路即可，可以自己计算，计算误差不大。缺点是不方便改变参数。

现代新的方案一般采用单片机用数字化方式实现PID，这可以增加很多新功能，例如积分限幅/积分分离/自整定/人工智能等等

首先，熟悉你所用的单片机或其他控制芯片的硬件资源和性能，确定好控制精度，然后将采样值PID通过算法转化为PWM的占空比输出。其实只要写个程序实现PID的计算式即可，PID难的是调参数……例如：signed int PIDCalcOnce(signed int InputValue, signed int Target)

{

signed int Value;

signed int Excursion,D;Excursion=Target-InputValue;// 偏差I+=Excursion; // 积分

if(I>Integral_MAX)I=Integral_MAX;

if(I<-Integral_MAX)I=-Integral_MAX;//积分上限D=InputValue-OldInputValue;// 当前微分

OldInputValue=InputValue;Value = ExcursionPx+IIx-DDx;

if(Value>MAX_Adjust)Value=MAX_Adjust;

if(Value<-MAX_Adjust)Value=-MAX_Adjust;//最大调节限制

return (Value);}只是算法别照搬……增量式的PID自己下去多查查吧

原因在于这几句：

if u(k)>164

u(k)=164;

end

你对PID的控制量做了限制，也就是PID最大输出164，得加大PID输出才能跟上你的设定值2

从传递函数上看你这个系统的增益很大，稳定性很差，从根轨迹图上看离散系统就不是稳定系统，虽然连续系统是稳定的。所以这个PID的控制量稍微一大系统就发散掉了，故程序对控制量做了限制。

去掉上面那几句之后，我粗调了一个Kp=4，Ki=005，如下图，控制效果不好，最后能稳定。主要还是控制系统几乎是处于临界稳定状态。

以上就是关于广义预测控制+经典PID控制如何用matlab编程实现在工业上如何实现控制（硬件平台）请这方面的高手帮助全部的内容，包括:广义预测控制+经典PID控制如何用matlab编程实现在工业上如何实现控制（硬件平台）请这方面的高手帮助、组态王里面的PID控制怎么弄的、PID算法是否通过程序上通过设定P、I和D的值来实现比例积分微分环节，而非硬件上加入PID环节等相关内容解答，如果想了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！