pid控制——比例控制、積分控制、微分控制

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1、PID控制——比例控制、積分控制、微分控制來源：作者：時間：2008-07-06點擊：18標簽：PID控制比例控制積分控制微分控制比例控制(P)(Proportionalcontrolaction)比例控制(P)是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。根據設備有所不同，比例帶一般為2～10％(溫度控制)。但是，僅僅是P控制的話，會產生下面將提到的offset(穩(wěn)態(tài)誤差)，所以一般加上積分控制(I)，以消除穩(wěn)態(tài)誤差。比例帶與比例控制(P)輸出的關系如圖所示。用MVp運算式的設定舉例:圖1圖2：比例帶與輸出的關系

2、。穩(wěn)態(tài)誤差(Offset)比例控制中，經過一定時間后誤差穩(wěn)定在一定值時，此時的誤差叫做穩(wěn)態(tài)誤差(offset)。僅用比例控制的時候，根據負載的變動及設備的固有特性不同，會出現(xiàn)不同的穩(wěn)態(tài)誤差。負載特性與控制特性曲線的交點和設定值不一致是產生穩(wěn)態(tài)誤差的原因。比例帶小時不會產生。為消除穩(wěn)態(tài)誤差，我們設定手動復位值--manualreset值(MR)，以消除控制誤差。圖3：比例控制產生的offset。手動復位(Manualreset)式1：MR:manualreset值。如前所述，僅用比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。為此，將MR(manualre

3、set值)設為可變，則可自由整定(即調整)調節(jié)器的輸出。只要手動操作輸出相當于offset的量，就能與目標值一致。這就叫做手動復位(manualreset)，通常比例調節(jié)器上配有此功能。在實際的自動控制中，每次發(fā)生offset時以手動進行reset的話，這樣并不實用。在后面將敘述的積分控制功能，能自動消除穩(wěn)態(tài)誤差。圖4積分控制積分控制(I)(Integralcontrolaction)所謂積分控制(I)，就是在出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)誤差時自動的改變輸出量，使其與手動復位動作的輸出量相同，達到消除穩(wěn)態(tài)誤差的目的。當系統(tǒng)存在誤差時，進行積分控制，根據

4、積分時間的大小調節(jié)器的輸出會以一定的速度變化，只要誤差還存在，就會不斷的進行輸出。圖5積分時間的定義：?當積分項和比例項對于控制器的輸出的貢獻相同，即積分作用重復了一次比例作用時所花費的時間，就是積分時間。?微分控制微分控制(D)(Differentialcontrolaction)微分控制(D)的功能是通過誤差的變化率預報誤差信號的未來變化趨勢。通過提供超前控制作用，微分控制能使被控過程趨于穩(wěn)定。因此，它經常用來抵消積分控制產生的不穩(wěn)定趨勢。圖6微分時間的定義:當輸入量持續(xù)的以一定速率變化時，微分項和比例項對于控制器的輸出的貢獻相

5、同，即微分作用重復了一次比例作用時所花費的時間，就是微分時間。