PID控製中P、I、D參數的作用是什麽

2018/8/26 23:06:37 人評論 次瀏覽 分類:過程控製  文章地址:/tech/681.html

PID控製中有P、I、D三個參數,隻有明白這三個參數的含義和作用才能完成控製器PID參數整定,讓控製器到達最佳控製效果。ag亚游集团在本文給大家介紹PID控製中P、I、D參數的作用。

比例作

比例控製器實際上就是個放大倍數可調的放大器,即△P=Kp×e,式中Kp為比例增益,即Kp可大於1,也可小於1;e為控製器的輸入,也就是測量值與給定值之差,又稱為偏差。

要說明的是,對於大多數模擬控製器而言,都不采用比例增益Kp作為刻度,而是用比例度來刻度,即δ=1/Kc×100%。也就是說比例度與控製器的放大倍數的倒數成比例;控製器的比例度越小,它的放大倍數越大,偏差放大的能力越大,反之亦然。

明白了上述關係,就可知道比例度越大,控製器的放大倍數越小,被控參數的曲線越平穩;比例度越小,控製器的放大倍數越大,被控參數的曲線越波動。

比例控製有個缺點,就是會產生餘差,要克服餘差就必須引入積分作用。

積分作
控製器的積分作用就是為了消除自控係統的餘差而設置的。所謂積分,就是隨時間進行累積的意思,即當有偏差輸入e存在時,積分控製器就要將偏差隨時間不斷累積起來,也就是積分累積的快慢與偏差e的大小和積分速度成正比。隻要有偏差e存在,積分控製器的輸出就要改變,也就是說積分總是起作用的,隻有偏差不存在時,積分才會停止。

對於恒定的偏差,調整積分作用的實質就是改變控製器輸出的變化速率,這個速率是通過積分作用的輸出等於比例作用的輸出所需的一段時問來衡量的。積分時間小,表示積分速度大,積分作用就強;反之,積分時問大,則積分作用就弱。如果積分時間無窮大,表示沒有積分作用,控製器就成為純比例控製器。

實際上積分作用很少單獨使用,通常與比例作用一起使用,使其既具有把偏差放大(或縮小)的比例作用,又具有將偏差隨時間累積的積分作用,且其作用方向是一致的。這時控製器的輸出為:△P=Ke+△Pi,式中△P為控製器輸出值的變化;Ke為比例作用引起的輸出;△Pi為積分作用引起的輸出。

微分作用
微分作用主要是用來克服被控對象的滯後,常用於溫度控製係統。除采用微分作用外,在使用控製係統時要注意測量傳送的滯後問題,如溫度測量元件的選擇和安裝位置等。人工智能調節器 
在常規PID控製器中,微分作用的輸出變化與微分時間和偏差變化的速度成比例,而與偏差的大小無關,偏差變化的速度越大,微分時間越長,則微分作用的輸出變化越大。但如果微分作用過強,則可能由於變化太快而由其自身引起振蕩,使控製器輸出中產生明顯的“尖峰”或“突跳”。為了避免這一擾動,在PID調節器和DCS中可使用微分先行PID運算規律,即隻對測量值PV進行微分,當人工改變控製器的給定值SP時,不會造成控製器輸出的突變,避免了改變SP的瞬間給控製係統帶來的擾動。如TDC-3000,則在常規PID算法中增加一個軟開關,組態時供用戶選擇控製器對偏差、還是測量值進行微分。

當輸入階躍信號後,微分器一開始輸出的最大變化值與微分作用消失後的輸出變化的比值就是微分放大倍數Kd,即微分增益,微分増益的單位是時間,設置微分時間(或者微分增益)為零會取消微分的功能。

為便於記住比例、積分、微分三個作用,特抄錄三個順口溜供大家參考。

比例作用順口溜                                                                                               
比例州節器,像個放大器;                                                                
一個偏差來,放大送出去;                                                                
放大是多少,旋鈕看仔細;                                                               
比例度旋大,放大倍數低。                                                               
積分作用順口溜
重定調節器,累積有本領;
隻要偏差在,累積不停止;  
累積快與慢,旋鈕看仔細;
積分時間長,累積速度低。
微分作用順口溜
 
 
說起微分器,一點不神秘;
 
階躍輸入來,輸出跳上去;
下降快與慢,旋鈕看仔細;
微分時間長,下降就慢些。

關於重定調節器的說明:重定就是重新給定的意思,因為控製器中積分作用就是完成重定工作的。以前把比例積分控製器叫做重定調節器。

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