【控制理论】PID抗积分饱和控制

1、积分饱和问题

当系统输入达到极限值而控制器的积分器仍未停止积分时，积分器会继续增加，但是输出无法反映到系统输入上，而过高的积分器状态又会使系统的瞬态响应性能下降，从而整个系统的超调增大，调整时间延长。

积分饱和问题来自包含积分的控制器，如PID控制器、PI控制器，而且系统中包含**输出限幅（Saturation)。**简单来讲就是控制器的输出超过了系统的限制，但是积分器还没有停止工作，只有当误差的符号改变之后才会停止减小。而此时积分器的输出已经达到一个高点，所以会导致动态性能地下降。
系统框图如下：

2、抗积分饱和控制方法

既然这个问题是来自积分器，那么自然地可以想到，当控制器输出达到限幅值时，减小积分器的控制效果或者直接置零。如
（$if$ |u|>$u_{max}$,$K_I=0$)
比较好的控制方法是增加一条反馈，一旦控制超过限幅值，积分器附近的反馈回路被激活，使得控制器的积分输出保持在一个比较小的值。