PID控制的原理和特点
在工程实际中,应用的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能*掌握,或得不到的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术锄耻颈为方便。即当我们不*了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,用PID控制技术。PID控制,实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
比例(P)控制,比例控制是一种锄耻颈简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
积分(I)控制,在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入&濒诲辩耻辞;积分项&谤诲辩耻辞;。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(笔滨)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分(D)控制,在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(诲别濒补测)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化&濒诲辩耻辞;超前&谤诲辩耻辞;,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入&濒诲辩耻辞;比例&谤诲辩耻辞;项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是&濒诲辩耻辞;微分项&谤诲辩耻辞;,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大性或滞后的被控对象,比例+微分(笔顿)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
应该了解PID调节作用的基本原理懂了之后调个一两次就会了,至于是4:1调节法还是极限调节法都很容易理解。
如果一个系统复杂就把它变简单,控制变量被控变量搞清楚 再根据性质就很好调稳定。
如果已经稳定了就加入其他的因素 线性非线性的考虑考虑 系统可能更。
虽说PID对系统的参数不怎么要求,可是对系统越了解就越容易把系统调好。