资料介绍
在过程控制中,按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器是应用最为广泛的一种自动控制器。 它具有原理简单,易于实现,适用面广,控制参数相互独立,参数的选定比较简单等优点;而且在理论上可以证明,对于过程控制的典型对象──“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象,PID控制器是一种最优控制。 PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法,它的参数整定方式简便,结构改变灵活(PI、PD、…)。
PID是闭环控制算法
因此要实现PID算法,必须在硬件上具有闭环控制,就是得有反馈。 比如控制一个电机的转速,就得有一个测量转速的传感器,并将结果反馈到控制路线上,下面也将以转速控制为例。
PID是比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法
但并不是必须同时具备这三种算法,也可以是PD,PI,甚至只有P算法控制。 我以前对于闭环控制的一个最朴素的想法就只有P控制,将当前结果反馈回来,再与目标相减,为正的话,就减速,为负的话就加速。 现在知道这只是最简单的闭环控制算法。
PID控制器结构
PID控制系统原理结构框图
对偏差信号进行比例、积分和微分运算变换后形成一种控制规律。 “利用偏差,纠正偏差”。
模拟PID控制器
模拟PID控制器结构图
PID控制器的输入输出关系为:
比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法各有作用
比例,反应系统的基本(当前)偏差e(t),系数大,可以加快调节,减小误差,但过大的比例使系统稳定性下降,甚至造成系统不稳定;
积分,反应系统的累计偏差,使系统消除稳态误差,提高无差度,因为有误差,积分调节就进行,直至无误差;
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