PID控制器，由比例單元 P、積分單元 I 和微分單元 D 組成，PID 控制器是一個在工業(yè)控制應用中常見的反饋回路部件。為增進大家對PID的認識，本文將對PID工作原理、特點以及PID控制作用予以介紹。如果你對PID具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、PID的工作原理和特點
在工程實際中，應用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。
PID的應用和使用以及如何調(diào)整皮德看起來又高又帥，但事實上，我們都對他的外表感到震驚。我先被別人愚弄，然后被公式愚弄。因為大多數(shù)人都不會忘記高數(shù)字，當我再次查看公式時，我嚇死了。在理解了非常膚淺的原理之后，結(jié)果公式不被理解，含義也不被理解。因此，它最終不是徹底的。我會先分析公式，理解公式。我將結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)上的一些PID示例來理解它。
首先，應簡單消除PID三個系數(shù)的含義，同時防止自遺忘。P是比例系數(shù)，I是積分系數(shù)，D是微分系數(shù)。
在工業(yè)生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)裝置的溫度、壓力、流量、液位等過程變量，往往需要保持在一定的值或按一定的規(guī)律改變，以滿足生產(chǎn)過程的要求。PID控制器是根據(jù)PID控制原理調(diào)整整個控制系統(tǒng)的偏差，使被控變量的實際值與工藝要求的預定值一致。不同的控制規(guī)律適用于不同的生產(chǎn)過程，必須合理選擇相應的控制規(guī)律，否則PID控制器無法達到預期的控制效果。
PID控制器(比例-積分-微分控制器)，由比例單位P、積分單位I和微分單位d組成，通過設置Kp、Ki和Kd三個參數(shù)。PID控制器主要適用于基本線性和動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)。PID控制器是工業(yè)控制中常用的一種反饋回路元件?？刂破鲗⑹占降臄?shù)據(jù)與一個參考值進行比較，并使用這個差值來計算一個新的輸入值，目的是使系統(tǒng)數(shù)據(jù)保持在參考值或參考值上。不同于其他簡單的控制操作，PID控制器可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和差值率調(diào)整輸入值，使系統(tǒng)更加精確和穩(wěn)定。從數(shù)學上證明，當其他控制方法導致系統(tǒng)出現(xiàn)穩(wěn)定性誤差或過程重復時，PID反饋回路能夠保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
二、PID控制作用是什么
1、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)在仍然是應用最廣泛的工業(yè)控制器。
2、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，因而成為應用最為廣泛的控制器。
3、 PID控制器由比例單元(P)、積分單元(I)和微分單元(D)組成。
4、其輸入e (t)與輸出u (t)的關(guān)系為 因此它的傳遞函數(shù)為： 它由于用途廣泛、使用靈活，已有系列化產(chǎn)品，使用中只需設定三個參數(shù)(Kp， Ki和Kd)即可。
5、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。
6、 首先，PID應用范圍廣。
7、雖然很多工業(yè)過程是非線性或時變的，但通過對其簡化可以變成基本線性和動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)，這樣PID就可控制了。
8、 其次，PID參數(shù)較易整定。
9、也就是，PID參數(shù)Kp，Ki和Kd可以根據(jù)過程的動態(tài)特性及時整定。
10、如果過程的動態(tài)特性變化，例如可能由負載的變化引起系統(tǒng)動態(tài)特性變化，PID參數(shù)就可以重新整定。
11、 第三，PID控制器在實踐中也不斷的得到改進，下面兩個改進的例子。
12、 在工廠，總是能看到許多回路都處于手動狀態(tài)，原因是很難讓過程在“自動”模式下平穩(wěn)工作。
13、由于這些不足，采用PID的工業(yè)控制系統(tǒng)總是受產(chǎn)品質(zhì)量、安全、產(chǎn)量和能源浪費等問題的困擾。
14、PID參數(shù)自整定就是為了處理PID參數(shù)整定這個問題而產(chǎn)生的。
15、現(xiàn)在，自動整定或自身整定的PID控制器已是商業(yè)單回路控制器和分散控制系統(tǒng)的一個標準。
16、 在一些情況下針對特定的系統(tǒng)設計的PID控制器控制得很好，但它們?nèi)源嬖谝恍﹩栴}需要解決： 如果自整定要以模型為基礎，為了PID參數(shù)的重新整定在線尋找和保持好過程模型是較難的。
17、閉環(huán)工作時，要求在過程中插入一個測試信號。
18、這個方法會引起擾動，所以基于模型的PID參數(shù)自整定在工業(yè)應用不是太好。
19、 如果自整定是基于控制律的，經(jīng)常難以把由負載干擾引起的影響和過程動態(tài)特性變化引起的影響區(qū)分開來，因此受到干擾的影響控制器會產(chǎn)生超調(diào)，產(chǎn)生一個不必要的自適應轉(zhuǎn)換。
20、另外，由于基于控制律的系統(tǒng)沒有成熟的穩(wěn)定性分析方法，參數(shù)整定可靠與否存在很多問題。
21、 因此，許多自身整定參數(shù)的PID控制器經(jīng)常工作在自動整定模式而不是連續(xù)的自身整定模式。
22、自動整定通常是指根據(jù)開環(huán)狀態(tài)確定的簡單過程模型自動計算PID參數(shù)。
23、 PID在控制非線性、時變、耦合及參數(shù)和結(jié)構(gòu)不確定的復雜過程時，工作地不是太好。
24、最重要的是，如果PID控制器不能控制復雜過程，無論怎么調(diào)參數(shù)都沒用。
以上便是此次帶來的PID控制器相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對PID控制器已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!
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