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比例積分PID控製原理
2015/3/26
比例積分PID控製的原理和特點
  在工程實際中,應用最為廣泛的調節器控製規律為比例、積分、微分控製,簡稱PID控製,又稱PID調節。PID控製器問世至今已有近70年曆史,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製的主要技術之一。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,控製理論的其它技術難以采用時,係統控製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控製技術最為方便。即當AG8國際亞遊登錄不完全了解一個係統和被控對象,或不能通過有效的測量手段來獲得係統參數時,最適合用PID控製技術。PID控製,實際中也有PI和PD控製。PID控製器就是根據係統的誤差,利用比例、積分、微分計算出控製量進行控製的。
  比例(P)控製
  比例控製是一種最簡單的控製方式。其控製器的輸出與輸入誤差信號成比例關係。當僅有比例控製時係統輸出存在穩態誤差。
  積分(I)控製
  在積分控製中,控製器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關係。對一個自動控製係統,如果在進入穩態後存在穩態誤差,則稱這個控製係統是有穩態誤差的或簡稱有差係統。為了消除穩態誤差,在控製器中必須引入“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,它推動控製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)控製器,可以使係統在進入穩態後無穩態誤差。
  微分(D)控製
  在微分控製中,控製器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關係。自動控製係統在克服誤差的調節過程中可能會出現振蕩甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性組件(環節)或有滯後(delay)組件,具有抑製誤差的作用,其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑製誤差的作用的變化“超前”,即在誤差接近零時,抑製誤差的作用就應該是零。這就是說,在控製器中僅引入“比例”項往往是不夠的,比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項”,它能預測誤差變化的趨勢,這樣,具有比例+微分的控製器,就能夠提前使抑製誤差的控製作用等於零,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對象,比例+微分(PD)控製器能改善係統在調節過程中的動態特性。