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PID控制中信号的预处理
发布时间:2024-11-09

在TIA的PID指令里,有三个滤波器功能块,分别为一阶,二阶低通滤波器Filter_PT1, Filter_PT2,高通滤波器Filter_DT1,在此做个简单的说明。

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Filter_PT1,input中填入需要滤波的信号,如模拟量变量,PID输出的变量,输出为滤波后的信号,也就是我们处理后需要使用的变量。Filter_PT2与Filter_PT1的管脚一样。Reset=true,

输出值变为默认值SubstitudeOutput

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Filter_PT1背景数据块中有两个参数需要设置:1,比例增益 (Gain) 2,滞后时间常量 (Lag)

Filter_PT2背景数据块多了一个参数阻尼系数:1, 比例增益 (Gain) 2,时间常量 (TimeConstant)  3,阻尼 (Damping)

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将增益,时间常数,阻尼都设置为1后,PT1和PT2的阶跃响应如下图:

PT2相当于两个PT1的串联,因此滤波效果会更好,缺点相位滞后会大于Filter_PT1。如果要求信号跟随性更好,就要用PT1,如果需要滤波性能更好,用PT2

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Filter_PT2中阻尼 (Damping)对波形的影响,红色:D=0.2, 蓝色:D=0.8,绿色:D=1.0,棕色:D=2.0,在D>=1.0时没有超调量

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分别在PT1和PT2输入信号上叠加一个幅值为20.0ma的正弦波干扰。假设现在收到的模拟量信号为一个定值5ma,由下图可以看出来,PT1滤波器输出的信号在4.6到5.4波动,超调量在10%左右,而PT2滤波器输出的信号在4.98到5.02波动,超调量紧紧为0.4%。因为PT2相当于将信号滤波两次,所以高次谐波滤除的更干净,但是相位滞后的更多,导致信号的动态响应性更差。DT1为高通滤波器,滤除的信号为频率低的信号,可以用来处理PWM或者脉冲信号。

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