資料介紹
在過(guò)程控制中,按偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)進(jìn)行控制的PID控制器是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)控制器。 它具有原理簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn),適用面廣,控制參數(shù)相互獨(dú)立,參數(shù)的選定比較簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn);而且在理論上可以證明,對(duì)于過(guò)程控制的典型對(duì)象──“一階滯后+純滯后”與“二階滯后+純滯后”的控制對(duì)象,PID控制器是一種最優(yōu)控制。 PID調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法,它的參數(shù)整定方式簡(jiǎn)便,結(jié)構(gòu)改變靈活(PI、PD、…)。
PID是閉環(huán)控制算法
因此要實(shí)現(xiàn)PID算法,必須在硬件上具有閉環(huán)控制,就是得有反饋。 比如控制一個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,就得有一個(gè)測(cè)量轉(zhuǎn)速的傳感器,并將結(jié)果反饋到控制路線上,下面也將以轉(zhuǎn)速控制為例。
PID是比例(P)、積分(I)、微分(D)控制算法
但并不是必須同時(shí)具備這三種算法,也可以是PD,PI,甚至只有P算法控制。 我以前對(duì)于閉環(huán)控制的一個(gè)最樸素的想法就只有P控制,將當(dāng)前結(jié)果反饋回來(lái),再與目標(biāo)相減,為正的話,就減速,為負(fù)的話就加速。 現(xiàn)在知道這只是最簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制算法。
PID控制器結(jié)構(gòu)
?
PID控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖
對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行比例、積分和微分運(yùn)算變換后形成一種控制規(guī)律。 “利用偏差,糾正偏差”。
模擬PID控制器
?
模擬PID控制器結(jié)構(gòu)圖?
PID控制器的輸入輸出關(guān)系為:
比例(P)、積分(I)、微分(D)控制算法各有作用
比例,反應(yīng)系統(tǒng)的基本(當(dāng)前)偏差e(t),系數(shù)大,可以加快調(diào)節(jié),減小誤差,但過(guò)大的比例使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降,甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定;
積分,反應(yīng)系統(tǒng)的累計(jì)偏差,使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無(wú)差度,因?yàn)橛姓`差,積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行,直至無(wú)誤差;
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