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  • PID控制器原理
  • 帖子创建时间:2011-09-14  评论:1   浏览:651
  •     在工程實際中,應用*為廣泛的調節器控制規律為比例積分微分控制,簡稱PID控制,又稱PID調節。PID控制器問世至今已有近60年的歷史了,它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制主要和可靠的技術工具。當被控對象的結構和參數不能完全掌握,或得不到精確的數學模型時,控制理論的其它設計技術難以使用,系統的控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定,這時應用PID控制技術*為方便。即當我們不完全了解一個系統和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統的參數的時候,便*適合用PID控制技術。 
        PID(比例-积分-微分)控制器作为*早实用化的控制器已有50多年历史,现在仍然是应用*广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂,使用中不需精确的系统模型等先决条件,因而成为应用*为广泛的控制器。
        PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。
        比例(P)调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少 偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。
        积分(I)调节作用:是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。
        微分(D)调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生*前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下,可以减少*调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。
        首先,PID应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的,但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统,这样PID就可控制了。
        其次,PID参数较易整定。也就是,PID参数Kp,Ki和Kd可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化,例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化,PID参数就可以重新整定。
        *三,PID控制器在实践中也不断的得到改进,下面两个改进的例子。
        在工厂,总是能看到许多回路都处于手动状态,原因是很难让过程在“自动”模式下平稳工作。由于这些不足,采用PID的工业控制系统总是受产品质量、安全、产量和能源浪费等问题的困扰。PID参数自整定就是为了处理PID参数整定这个问题而产生的。现在,自动整定或自身整定的PID控制器已是商业单回路控制器和分散控制系统的一个标准。
    
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  • fdlkeji  2011-09-14

    在工程實際中,應用*為廣泛的調節器控制規律為比例積分微分控制,簡稱PID控制,又稱PID調節。PID控制器問世至今已有近60年的歷史了,它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制主要和可靠的技術工具。當被控對象的結構和參數不能完全掌握,或得不到精確的數學模型時,控制理論的其它設計技術難以使用,系統的控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定,這時應用PID控制技術*為方便。即當我們不完全了解一個系統和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統的參數的時候,便*適合用PID控制技術。 PID(比例-积分-微分)控制器作为*早实用化的控制器已有50多年历史,现在仍然是应用*广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂,使用中不需精确的系统模型等先决条件,因而成为应用*为广泛的控制器。 PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。 比例(P)调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少 偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。 积分(I)调节作用:是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。 微分(D)调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生*前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下,可以减少*调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。 首先,PID应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的,但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统,这样PID就可控制了。 其次,PID参数较易整定。也就是,PID参数Kp,Ki和Kd可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化,例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化,PID参数就可以重新整定。 *三,PID控制器在实践中也不断的得到改进,下面两个改进的例子。 在工厂,总是能看到许多回路都处于手动状态,原因是很难让过程在“自动”模式下平稳工作。由于这些不足,采用PID的工业控制系统总是受产品质量、安全、产量和能源浪费等问题的困扰。PID参数自整定就是为了处理PID参数整定这个问题而产生的。现在,自动整定或自身整定的PID控制器已是商业单回路控制器和分散控制系统的一个标准。

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