PID控制规律及特点

工业控制

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  PID控制规律及特点

  PID控制器中的比例、积分、微分作用是通过比例系数K,、积分时DAC7624U间ri和微分时间Td这三个参数来实现的。所以,只要这三个参数选择的合适,就可以获得良好的控制质量。在实际应用中,根据被控对象的特性和控制要求,可灵活地采用某种控制规律昀组合,如比例控制、比例积分控制或比例积分微分控制等。

  归纳起来,PID控制规律主要具有以下优点:

  (1)蕴涵了动态控制过程中的过去、现在和将来的主要信息。其中:比例(P)代表了当前的信息,起纠正偏差的作用,使过程反应迅速;微分(D)代表了将来的信息,在信号变化时有超前控制作用,使系统的过渡过程加快,克服振荡,提高系统的稳定性;积分(I)代表了过去积累的信息,它能消除静差,改善系统静态特性。此三种作用配合得当,可使动态过程快速、平稳、准确,收到良好的控制效果。

  (2)控制适应性好,有较强的鲁棒性,适合于各种工业应用场合。

  (3)算法简单明了,形成了完整的设计和参数整定方法,很容易为工程技术人员所掌握。

  P(proportion:比例调节):

  1,不可避免的会使系统存在稳态误差(因为只有偏差信号不为零时调节器才有输出,如果偏差信号为零,调节器输出也会为零,此时失去调节作用,所以比例调节器是利用偏差实现控制的)。

  2,稳态误差随比例增益增大而减小,增大比例增益还可以加快系统响应速度,但比例增益越大,系统稳定性越差,容易上下波动。

  3,适用于对给定值不变的系统的有差跟踪,不适用于给定值随时间变化的系统。

  I(integral:积分调节):

  1,可以提高系统的无差度,即提高系统的稳态控制精度。

  2,不足之处:积分调节的过渡过程变化相对缓慢,系统的稳定性变差,因此一般不单独使用,通常与比例调节配合(PI调节),且PI调节与单纯的比例调节相比稳定性相对变差。

  3,不足之处二:只要偏差不为零,调节器就不会不停地积分使输出增加,导致调节器输出进入深度饱和,调节器失去调节作用。

  D(differential:微分调节):

  1,可以提前预测偏差,对于防止系统被调量出现较大动态偏差是有利的。

  2,两面性:微分时间较小时,增加微分时间可以减小偏差,缩短响应时间,减小振荡程度,从而能改善系统的质量;但当微分时间较大时,一方面有可能将测量噪声放大,另一方面也可能是系统响应产生振荡。

  3,单独的微分调节器不能工作,往往将它与比例调节(PD调节)或比例积分调节(PID调节)结合。

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