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了解PID控制原理及应用

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:PID控制器出现于20世纪30年代,作为一种经典控制理论被广泛应用于各领域。PID控制器一般放在负反馈系统的前向通道,与被控对象串联,可以看作一种串联校正装置。所谓PID控制器,就是一种对偏差ε进行比例、积分和微分变换的控制规律,即图6-13PID控制器传递函数框图一般来说,PID控制器的控制作用主要体现在以下几个方面:比例系数KP决定着控制作用的强弱。积分系数TI可以消除控制系统的稳态误差。

了解PID控制原理及应用

PID(proportional integral derivative,比例积分微分)控制器出现于20世纪30年代,作为一种经典控制理论被广泛应用于各领域。它由比例控制(P)、积分控制(I)、微分控制(D)3个环节组合而成。PID控制器一般放在负反馈系统的前向通道,与被控对象串联,可以看作一种串联校正装置。从校正装置输入输出的数学关系把串联校正划分为比例校正(P)、积分校正(I)、微分校正(D)、比例积分校正(PI)、比例微分校正(PD)和比例积分微分校正(PID)等。

所谓PID控制器(传递函数框图见图6-13),就是一种对偏差ε(t)进行比例、积分和微分变换的控制规律,即

图6-13 PID控制器传递函数框图(www.xing528.com)

一般来说,PID控制器的控制作用主要体现在以下几个方面:

(1)比例系数KP决定着控制作用的强弱。加大KP可以减小控制系统的稳态误差,提高系统的动态响应速度,但KP过大会导致动态质量变坏,引起控制量振荡,甚至会使闭环控制系统不稳定。

(2)积分系数TI可以消除控制系统的稳态误差。只要存在偏差,积分所产生的控制量就会来消除稳态误差,直到误差消除。但是积分控制会使系统的动态过程变慢,而且过强的积分作用会使控制系统的超调量增大,从而使控制系统的稳定性变差。

(3)微分系数TD的控制作用与系统偏差的变化速度有关。微分控制能够预测偏差,产生超前的校正作用,进而减小超调,克服振荡,并加快系统的响应速度,缩短调整时间,改善系统的动态性能。

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