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pid控制原理

pid控制原理

  1、PID控制器就是根據系統的誤差,利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。

  2、比例P控制。比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差訊號成比例關係。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差。

  3、積分I控制。在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差訊號的積分成正比關係。

  對一個自動控制系統,如果在進入穩態後存在穩態誤差,則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統。

  為了消除穩態誤差,在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決於時間的積分,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態誤差進一步減小,直到等於零。

  因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。

  4、微分D控制。在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差訊號的微分(即誤差的變化率)成正比關係。

  自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性元件(環節)或有滯後(delay)元件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落後於誤差的變化。

  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於零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調。

  所以對有較大慣性或滯後的被控物件,比例+微分(PD)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。

PID控制原理

  在工程實際中,應用最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控制器就是根據系統的誤差,利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。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的主要技術之一。

pid控制原理及程式設計方法

  PID控制原理就是根據系統的誤差,利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。pid的拆解就是:比例P控制(proportion)、積分I控制(integral)、微分D控制(differential)。

  比例P控制:控制器的輸出與輸入誤差成比例關係,系統輸出存在穩態誤差。積分I控制:控制器的輸出與輸入誤差的積分成正比關係,積分項會隨著時間的增加而加大,會推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小,直到等於零;所以比例+積分(PI)控制器,可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。微分D控制:控制器的輸出與輸入誤差的微分成正比關係。比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而需要增加的是“微分項”,它能預測誤差變化的趨勢,比例+微分(PD)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。

  PID控制器的引數整定方法有兩類。其中一種是理論計算整定法,依據系統的數學模型,經過理論計算確定控制器引數。另一種是工程整定方法,依賴工程經驗,直接在控制系統的試驗中進行,方法簡單、易於掌握。


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