PID控制理論簡介
? PID (比例 - 積分 - 微分)控制器作為 最早實用化的控制器已有 50 多年歷史, 現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。 PID 控制器簡單易懂,使用中不需精確 的系統(tǒng)模型等先決條件,因而成為應(yīng)用 最為廣泛的控制器。 它由于用途廣泛、使用靈活,已有系列 化產(chǎn)品,使用中只需設(shè)定三個參數(shù)( K c , Ti 和 Td )即可。在很多情況下, 并不一定需要全部三個單元,可以取其 中的一到兩個單元,但比例控制單元是 必不可少的。 比例調(diào)節(jié)作用 ?按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差,系統(tǒng)一旦 出現(xiàn)了偏差,比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào) 節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大, 可以加快調(diào)節(jié),減少誤差,但是過 大的比例,使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降, 甚至造成系統(tǒng)的振蕩。 積分調(diào)節(jié)作用 ?使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無差度。因 為有誤差,積分調(diào)節(jié)就進行,直至無差, 積分調(diào)節(jié)停止,積分調(diào)節(jié)輸出一常值。 積分作用的強弱取決與積分時間常數(shù)Ki, Ki越小,積分作用就越強。反之Ki大則 積分作用弱,加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn) 定性下降,動態(tài)響應(yīng)變慢。積分作用常 與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合,組成PI調(diào)節(jié)器 或PID調(diào)節(jié)器。 微分調(diào)節(jié)作用 ?微分作用反映系統(tǒng)偏差信號的變化率,具有預(yù) 見性,能預(yù)見偏差變化的趨勢,因此能產(chǎn)生超 前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被 微分調(diào)節(jié)作用消除。因此,可以改善系統(tǒng)的動 態(tài)性能。在微分時間選擇合適情況下,可以減 少超調(diào),減少調(diào)節(jié)時間。微分作用對噪聲干擾 有放大作用,因此過強的微分調(diào)節(jié),對系統(tǒng)抗 干擾不利。此外,微分反應(yīng)的是變化率,而當 輸入沒有變化時,微分作用輸出為零。微分作 用不能單獨使用,需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相 結(jié)合,組成PD或PID控制器。