1、积 分 饱 和 英 Integral windup / integral saturation 如 果 执 行 机 构 已 经 到 极 限 位 置 ， 仍 然 不 能 消 除 静 差 时 ， 由 于 积 分 作 用 ， 尽 管PID 差 分 方 程 式 所 得 的 运 算 结 果 继 续 增 大 或 减 小 ， 但 执 行 机 构 已 无 相 应 的 动 作 ， 这 就 叫积 分 饱 和 。 积 分 饱 和 的 产 生1、 当 偏 差 产 生 跃 变 时 ， 位 置 型 PID 算 式 的 输 出 将 急 剧 增 大 或 减 小 ， 有 可 能 超 过执 行 机 构 的 上 （ 下 ） 限 ，
2、 而 此 时 执 行 机 构 只 能 工 作 在 上 限 。 2、 系 统 输 出 需 要 很 长 时 间 才 达 到 给 定 值 ， 在 这 段 时 间 内 算 式 的 积 分 项 将 产 生 一 个很 大 的 积 累 值 。 3、 当 系 统 输 出 超 过 给 定 值 后 ， 偏 差 反 向 ， 但 由 于 大 的 积 分 积 累 值 ， 控 制 量 需 要 相当 一 段 时 间 脱 离 饱 和 区 。 因 此 引 起 系 统 产 生 大 幅 度 超 调 ， 系 统 不 稳 定 。 所 谓 积 分 饱 和 现 象 是 指 若 系 统 存 在 一 个 方 向 的 偏 差 ， PID 控 制
3、 器 的 输 出 由 于 积 分作 用 的 不 断 累 加 而 加 大 ， 从 而 导 致 u(k)达 到 极 限 位 置 。 此 后 若 控 制 器 输 出 继 续 增 大 ，u(k)也 不 会 再 增 大 ， 即 系 统 输 出 超 出 正 常 运 行 范 围 而 进 入 了 饱 和 区 。 一 旦 出 现 反 向 偏 差 ，u(k)逐 渐 从 饱 和 区 退 出 。 进 入 饱 和 区 愈 深 则 退 饱 和 时 间 愈 长 。 此 段 时 间 内 ， 执 行 机 构 仍停 留 在 极 限 位 置 而 不 能 随 着 偏 差 反 向 立 即 做 出 相 应 的 改 变 ， 这 时 系 统
4、 就 像 失 去 控 制 一 样 ，造 成 控 制 性 能 恶 化 。 这 种 现 象 称 为 积 分 饱 和 现 象 或 积 分 失 控 现 象 。 积 分 饱 和 产 生 的 条 件 1、 调 节 器 长 期 处 于 开 环 状 态 2、 调 节 器 具 有 积 分 控 制 作 用 3、 调 节 器 输 入 偏 差 长 期 得 不 到 校 正 常 用 的 改 进 方 法1.积 分 分 离 法 2.变 速 积 分 PID 控 制 算 法 3.超 限 削 弱 积 分 法 4.有 效 偏 差 法 5.抗 积 分 饱 和 机 制 遇 限 削 弱 积 分 法基 本 思 路 ： 在 计 算 P(k)时 ， 根 据 上 一 时 刻 的 控 制 量 P(k-1)是 否 超 过 限 制 范 围 ， 若超 出 则 根 据 偏 差 决 定 是 否 累 计 积 分 项 （ 若 未 进 入 超 调 区 域 则 不 累 计 积 分 项 ， 否 则 开 始 累计 积 分 项 ） ， 否 则 累 计 积 分 项 。 有 效 偏 差 法基 本 思 路 ： 当 位 置 型 PID 算 式 的 控 制 输 出 超 过 限 制 范 围 时 ， 控 制 量 只 能 取 边 界 值 。有 效 偏 差 法 的 实 质 是 将 相 当 于 边 界 控 制 量 的 偏 差 值 作 为 有 效 偏 差 值 进 行 积 分 。
