专业知识

PID控制理论(二)

2018/11/30

1P比例控制

      就是人看到水杯里水位没有达到目标刻度,就按照一定水量从水壶里往水杯里倒水或者水杯的水量多过目标刻度,就以一定水量从水杯里舀水出来,这一个一个动作可能会造成不到目标刻度或超出目标刻度就停下来。

说明:

      P比例控制:是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。

2I积分控制

      就是按照一定水量往水杯里倒,如果发现杯里的水位没有达到目标刻度就一直往里倒,后来发现水量超过了目标刻度,就从杯里往外面舀水,然后反反复复倒水,多了就舀水,直到水量达到目标刻度。

说明:

      在积分I控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

3D微分控制

      就是人的眼睛看着杯里水量与目标刻度间距离的变化,当差距很大的时候,就用水壶大水量往里倒水,当人看到水量快要接近目标刻度的时候,就减少水壶的出水量,慢慢的逼近目标值,直到与目标值完全一致。如果最后能精确停在刻度的位置,就是无静差控制;如果停在刻度附近,就是有静差控制。

说明:

      在微分控制D中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。

 

      在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。

      PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。

      当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。PID控制,实际中也有PIPD控制。PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。

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