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深入了解PID:PID调节方法经验谈

2021-09-23 来源:欧宝体育
  • 本文摘要:PID就是比例微积分调节,明确你可以参考自动控制课程里有详尽讲解!于是以起到与反作用在温控里就是当正起到时是冷却,反作用是加热器掌控。

    PID就是比例微积分调节,明确你可以参考自动控制课程里有详尽讲解!于是以起到与反作用在温控里就是当正起到时是冷却,反作用是加热器掌控。  PID掌控概述  目前工业自动化水平已沦为取决于各行各业现代化水平的一个最重要标志。

    同时,掌控理论的发展也经历了古典掌控理论、现代掌控理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊不清全自动洗衣机等。自动控制系统可分成开环控制系统和闭环控制系统。

    一个触控制系统还包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出模块。控制器的输入经过输入模块﹑执行机构﹐特到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输出模块送往控制器。有所不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。

    比如压力控制系统要使用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前,PID掌控及其控制器或智能PID控制器(仪表)早已很多,产品已在工程实际中获得了普遍的应用于,有各种各样的PID控制器产品,各大公司皆研发了具备PID参数自整定功能的智能调节器(intelligentregulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来构建。

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    有利用PID掌控构建的压力、温度、流量、液位控制器,能构建PID掌控功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID掌控的PC系统等等。  1、开环控制系统  开环控制系统(open-loopcontrolsystem)是指被控对象的输入(被掌控量)对控制器(controller)的输入没影响。在这种控制系统中,不倚赖将被控量反送回去以构成任何闭环电路。

      2、闭环控制系统  闭环控制系统(closed-loopcontrolsystem)的特点是系统被控对象的输入(被掌控量)不会反送回去影响控制器的输入,构成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈,若对系统信号与系统等价值信号忽略,则称作负反馈(NegativeFeedback),若极性完全相同,则称作正反馈,一般闭环控制系统皆使用负反馈,又称负反馈控制系统。闭环控制系统的例子很多。

    比如人就是一个具备负反馈的闭环控制系统,眼睛乃是传感器,当作对系统,人体系统能通过大大的修正最后做出各种准确的动作。如果没眼睛,就没了对系统电路,也就出了一个开环控制系统。另事例,当一台确实的全自动洗衣机具备能倒数检查衣物否洗涤,并在洗涤之后能自动截断电源,它就是一个闭环控制系统。  3、阶跃号召  阶跃号召是所指将一个阶跃输出(stepfunction)特到系统上时,系统的输入。

    稳态误差是指系统的号召转入稳态后﹐系统的希望输入与实际输入之差。控制系统的性能可以用大位、定、慢三个字来叙述。稳是所指系统的稳定性(stability),一个系统要能长时间工作,首先必需是平稳的,从阶跃号召上看应当是发散的﹔定是指控制系统的准确性、控制精度,一般来说用稳态误差来(Steady-stateerror)叙述,它回应系统输入稳态值与期望值之差﹔快是所指控制系统号召的快速性,一般来说用上升时间来定量叙述。  4、PID掌控的原理和特点  在工程实际中,应用于尤为普遍的调节器掌控规律为比例、分数、微分掌控,全称PID掌控,又称PID调节。

    PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构非常简单、稳定性好、工作可信、调整便利而沦为工业掌控的主要技术之一。当被控对象的结构和参数无法几乎掌控,或得到准确的数学模型时,掌控理论的其它技术无法使用时,系统控制器的结构和参数必需依赖经验和现场调试来确认,这时应用于PID控制技术尤为便利。即当我们不几乎理解一个系统和被控对象﹐或无法通过有效地的测量手段来取得系统参数时,最合适用PID控制技术。PID掌控,实际中也有PI和PD掌控。

    PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、分数、微分计算出来出有掌控量展开掌控的。  比例(P)掌控  比例控制是一种最简单的掌控方式。其控制器的输入与输出误差信号成比例关系。

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    当仅有比例控制时系统输入不存在稳态误差(Steady-stateerror)。  分数(I)掌控  在积分控制中,控制器的输入与输出误差信号的分数成正比关系。对一个自动控制系统,如果在转入稳态后不存在稳态误差,则称之为这个控制系统是有稳态误差的或全称有劣系统(SystemwithSteady-stateError)。

    为了避免稳态误差,在控制器中必需引进分数项。分数项对误差各不相同时间的分数,随着时间的减少,分数项会减小。这样,即便误差较小,分数项也不会随着时间的减少而增大,它推展控制器的输入减小使稳态误差更进一步增大,直到等于零。

    因此,比例+分数(PI)控制器,可以使系统在转入稳态后无稳态误差。  微分(D)掌控  在微分掌控中,控制器的输入与输出误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。自动控制系统在解决误差的调节过程中可能会经常出现波动甚至失稳。

    其原因是由于不存在有较小惯性组件(环节)或有迟缓(delay)组件,具备诱导误差的起到,其变化总是领先于误差的变化。解决问题的办法是使诱导误差的起到的变化落后,即在误差相似零时,诱导误差的起到就应当是零。这就是说,在控制器中仅有引进比例项往往是过于的,比例项的起到仅有是缩放误差的幅值,而目前必须减少的是微分项,它能预测误差变化的趋势,这样,具备比例+微分的控制器,就需要提早使诱导误差的掌控起到等于零,甚至为负值,从而防止了被控量的相当严重超调。

    所以对有较小惯性或迟缓的被控对象,比例+微分(PD)控制器能提高系统在调节过程中的动态特性。


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