PID控制器的兩種控制方法了解嗎?PID控制器有哪些作用?

今天，小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/PID控制器" target="_blank">PID控制器的有關報道，通過閱讀這篇文章，大家可以對PID控制器具備清晰的認識，主要內(nèi)容如下。

一、PID控制器PD控制+PID控制

1.比例微分(PD)控制

比例積分控制對于時間滯后的被控對象使用不夠理想。所謂“時間滯后”指的是：當被控對象受到擾動作用后，被控變量沒有立即發(fā)生變化，而是有一個時間上的延遲，比如容量滯后，此時比例積分控制顯得遲鈍、不及時。為此，人們設想：能否根據(jù)偏差的變化趨勢來做出相應的控制動作呢?猶如有經(jīng)驗的操作人員，即可根據(jù)偏差的大小來改變閥門的開度(比例作用)，又可根據(jù)偏差變化的速度大小來預計將要出現(xiàn)的情況，提前進行過量控制，“防患于未然”。這就是具有“超前”控制作用的微分控制規(guī)律。微分控制器輸出的大小取決于輸入偏差變化的速度。

微分輸出只與偏差的變化速度有關，而與偏差的大小以及偏差是否存在與否無關。如果偏差為一固定值，不管多大，只要不變化，則輸出的變化一定為零，控制器沒有任何控制作用。微分時間越大，微分輸出維持的時間就越長，因此微分作用越強;反之則越弱。當微分時間為0時，就沒有微分控制作用了。同理，微分時間的選取，也是需要根據(jù)實際情況來確定的。

微分控制作用的特點是：動作迅速，具有超前調(diào)節(jié)功能，可有效改善被控對象有較大時間滯后的控制品質(zhì);但是它不能消除余差，尤其是對于恒定偏差輸入時，根本就沒有控制作用。因此，不能單獨使用微分控制規(guī)律。

比例和微分作用結合，比單純的比例作用更快。尤其是對容量滯后大的對象，可以減小動偏差的幅度，節(jié)省控制時間，顯著改善控制質(zhì)量。

2.PID控制

最為理想的控制當屬比例-積分-微分控制規(guī)律。它集三者之長：既有比例作用的及時迅速，又有積分作用的消除余差能力，還有微分作用的超前控制功能。

當偏差階躍出現(xiàn)時，微分立即大幅度動作，抑制偏差的這種躍變;比例也同時起消除偏差的作用，使偏差幅度減小，由于比例作用是持久和起主要作用的控制規(guī)律，因此可使系統(tǒng)比較穩(wěn)定;而積分作用慢慢把余差克服掉。只要三個作用的控制參數(shù)選擇得當，便可充分發(fā)揮三種控制規(guī)律的優(yōu)點，得到較為理想的控制效果。

二、PID控制器兩大作用

1.比例作用

比例控制器實際上就是個放大倍數(shù)可調(diào)的放大器，即△P=Kp×e，式中Kp為比例增益，即Kp可大于1，也可小于1;e為控制器的輸入，也就是測量值與給定值之差，又稱為偏差。

要說明的是，對于大多數(shù)模擬控制器而言，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制器的放大倍數(shù)的倒數(shù)成比例;控制器的比例度越小，它的放大倍數(shù)越大，偏差放大的能力越大，反之亦然。

明白了上述關系，就可知道比例度(即比例帶)越大，控制器的放大倍數(shù)越小，被控參數(shù)的曲線越平穩(wěn);比例度越小，控制器的放大倍數(shù)越大，被控參數(shù)的曲線越波動。

比例控制有個缺點，就是會產(chǎn)生余差，要克服余差就必須引入積分作用。

2.積分作用

控制器的積分作用就是為了消除自控系統(tǒng)的余差而設置的。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，積分控制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。只要有偏差e存在，積分控制器的輸出就要改變，也就是說積分總是起作用的，只有偏差不存在時，積分才會停止。

對于恒定的偏差，調(diào)整積分作用的實質(zhì)就是改變控制器輸出的變化速率，這個速率是通過積分作用的輸出等于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，控制器就成為純比例控制器。

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。這時控制器的輸出為：△P=Ke+△Pi，式中△P為控制器輸出值的變化;Ke為比例作用引起的輸出;△Pi為積分作用引起的輸出。

以上便是小編此次想要和大家共同分享的有關PID控制器的內(nèi)容，如果你對本文內(nèi)容感到滿意，不妨持續(xù)關注我們網(wǎng)站喲。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!