PID调节实例

"PID 调节实例" PID 调节是一种自动控制算法，广泛应用于过程控制中。PID 控制器具有原理简单、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。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 控制器结构 PID 控制器结构主要包括三部分：比例（P）、积分（I）和微分（D）。比例控制算法反应系统的基本（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。积分控制算法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。微分控制算法反应系统偏差信号的变化率 e(t)-e(t-1)，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除，因此可以改善系统的动态性能。 PID 控制器的输入输出关系为： * 比例（P）控制算法：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（I）控制算法：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。 * 微分（D）控制算法：反应系统偏差信号的变化率 e(t)-e(t-1)，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除，因此可以改善系统的动态性能。 PID 控制器的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、PD、…）。PID 控制器的输入输出关系为比例（P）、积分（I）和微分（D）控制算法各有作用。比例控制算法反应系统的基本（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。积分控制算法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。 PID 控制器的实际应用 PID 控制器广泛应用于过程控制中，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。PID 控制器结构也可以模拟 PID 控制器结构图。 PID 控制器的优点 PID 控制器具有原理简单、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。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 控制器的实际应用领域 PID 控制器广泛应用于过程控制中，如控制一个电机的转速、油泵房中间油罐油位控制、退火窑各区温度调节系统等。 PID 控制器的选择 控制器的 P,I,D 项选择下面将常用的各种控制规律的控制特点简单归纳一下： * 比例控制规律 P：采用 P 控制规律能较快地克服扰动的影响，它的作用于输出值较快，但不能很好稳定在一个理想的数值，不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响，但有余差出现。 * 比例积分控制规律 PI：在工程中比例积分控制规律是应用最广泛的一种控制规律。积分能在比例的基础上消除余差，它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、被控参数不允许有余差的场合。 * 比例微分控制规律 PD：微分具有超前作用，对于具有容量滞后的控制通道，引入微分参与控制，在微分项设置得当的情况下，对于提高系统的动态性能指标，有着显著效果。 * 例积分微分控制规律 PID：PID 控制规律是一种较理想的控制规律，它在比例的基础上引入积分，可以消除余差，再加入微分作用，又能提高系统的稳定性。 Kp,Ti,Td 三个参数的设定是 PID 控制算法的关键问题。一般说来编程时只能设定他们的大概数值，并在系统运行时通过反复调试。