很多自动化从业者,都知道什么是PID控制,也可能经常在使用,但是对于其具体分析却不是很清晰,今天详细的给大家做一个讲解,希望对大家有帮助,说的不对之处还希望大家指正,共同学习,共同进步!
随着科技的迅速发展,控制理论也经历了从古典控制理论到现代控制理论,以及今天的智能控制理论三个阶段的发展,目前自动化领域各种各样的控制器,但是PID还是最基本也是应用最广泛的控制器。
虽然PID控制器问世至今已有近七零年历史,但是它结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便,这也是它还作为经典控制器被广泛使用的原因。
所以足矣可见其重要性,在很多高校,工科都会开设自动控制理论这门课程,并且里面基本上都会讲到PID调节器,总之一句话,PID调节很重要。
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首先对PID进行一个简单介绍,PID是:比例、积分、微分的英文简称,英文缩写为:PID(proportion、proportion、differentiation)
下面对于这三个调节器分别做一个分析:
我们都知道,比例调节器是控制系统的一个最基本的调节器,它也是最简单的一个调节器,有点简单粗暴的意味。因为只要系统的输出与输入从在误差,该误差通过比例调节器以后,就会被放大,然后才能控制执行机构运动,进一步调节输出,经过反馈以后,使得输入输出误差进一步减小,所以比例调节器是最基本的调节器。
因为比例调节器的输出与信号输入、输出信号反馈的误差成比例,所以在仅有比例调节器的系统中肯定是存在稳态误差(系统稳定以后系统输入与输出的信号差值)的。就是说在系统稳定以后输入与输出也永远不相等。
Kp是比例调节百思特网器的调节参数,一般增大Kp会使调节作用增强,但是太大会使系统超调,导致稳定性变差。
积分,顾名思义就是一个累加的过程,积分调节器的输出是与输入、输出反馈的误差的积分成正比关系,所以积分调节器的作用就是用来消除稳态误差,这也是为什么会在比例调节器中加入积分调节器的原因,因为比例调节器中肯定会存在稳态误差,而积分调节器恰好可以消除稳态误差。
积分是一个随着时间不断增加的过程,也是就将系统输入输出误差进行累加,所以,即使是很小的稳态误差,只要经过的时间较长,也会被积分调节器累加,放大。然后输出去控制执行机构调节输出,来减小稳态误差,直至为零。
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