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PID控制的原理和特點

 更新時間:2010-04-20 點擊量:3305

PID控制的原理和特點  

 

在工程實際中,應用的調節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制,簡稱PID控制,又稱PID調節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史,它以其結構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調整方便而成為工業(yè)控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數(shù)不能*掌握,或得不到的數(shù)學模型時,控制理論的其它技術難以采用時,系統(tǒng)控制器的結構和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調試來確定,這時應用PID控制技術zui為方便。即當我們不*了解一個系統(tǒng)和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時,用PID控制技術。PID控制,實際中也有PIPD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差,利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的?!?/span>

 比例(P)控制,比例控制是一種zui簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差(Steady-state error)。

積分(I)控制,在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統(tǒng),如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)(System with Steady-state Error)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小,直到等于零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。

微分(D)控制,在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關系。 自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后(delay)組件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應該是零。這就是說,在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的,比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項”,它能預測誤差變化的趨勢,這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大性或滯后的被控對象,比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調節(jié)過程中的動態(tài)特性。

應該了解PID調節(jié)作用的基本原理懂了之后調個一兩次就會了,至于是41調節(jié)法還是極限調節(jié)法都很容易理解。

如果一個系統(tǒng)復雜就把它變簡單,控制變量被控變量搞清楚 再根據(jù)性質就很好調穩(wěn)定。

如果已經(jīng)穩(wěn)定了就加入其他的因素 線性非線性的考慮考慮 系統(tǒng)可能更。

雖說PID對系統(tǒng)的參數(shù)不怎么要求,可是對系統(tǒng)越了解就越容易把系統(tǒng)調好。

 

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