单泵恒压供水系统中用水量与PID调节量的关系

这里以图示的方法介绍两者之间的关系，如图4-14所示。在时间0～t₁阶段，供水系统用水量Q持续稳定，供水压力稳定，反馈信号X_F没有变化，PID控制信号为0，水泵电动机以既有速度运转。在时间t₁～t₂阶段，用水量Q上升，压力下降，反馈信号X_F减小，PID控制电路迅速作出反应，输出一个正向的PID控制信号（见图4-14c），使变频器输出频率f_X增高，水泵出水量增大，维持了水压的稳定。由图4-14可见，在t₁～t₂时间段，流量有较大的变化（见图4-14a），而供水压力变化却很小（见图4-14b），这就是所谓恒压供水的控制效果。用水量变化时供水压力的变化量能不能控制为零呢？答案是否定的。因为压力变化量如果为零，则图4-14b中的反馈信号的变化量以及图4-14c中的PID控制信号也将为零，这样变频器输出频率也就不能调节变化，导致用水量变化时供水压力的相应波动，显然这不是我们所期望的。一个性能优异的PID闭环控制系统，其被控物理量的变化越小越好。

图4-14 PID调节示意图(www.xing528.com)

在t₂～t₃时间段，用水量Q不再增加，压力P也已经恢复到目标值，PID的调节信号为零，变频器输出频率f_X停止变化。在t₃～t₄时间段，用水量Q减少，压力P有所增加（见图4-14b），PID产生负的调节信号（见图4-14c），变频器输出频率f_X下降（见图4-14d），同样保持了供水压力的稳定。