PID控制的作用是什么
PID调节器各部分的作用分别是比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法。比例,反应系统的基本(当前)偏差,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,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,反映系统偏差信号的变化率,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。但是微分对噪声干扰有放大作用,加强微分对系统抗干扰不利。拓展资料PID控制器(比例-积分-微分控制器),由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。透过Kp,Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本上线性,且动态特性不随时间变化的系统。PID 控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较,然后把这个差别用于计算新的输入值,这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。参考资料:百度百科-PID控制器
PID控制的原理是什么?
PID回路是要自动实现一个操作人员用量具和控制旋钮进行的工作,这个操作人员会用量具测系统输出的结果,然后用控制旋钮来调整这个系统的输入;直到系统的输出在量具上显示稳定的需求的结果,在旧的控制文档里,这个过程叫做“复位”行为,量具被称为“测量”,需要的结果被称为“设定值”而设定值和测量之间的差别被称为“误差”。一个控制回路包括三个部分:1、系统的传感器得到的测量结果2、控制器作出决定3、通过一个输出设备来作出反应控制器从传感器得到测量结果,然后用需求结果减去测量结果来得到误差。然后用误差来计算出一个对系统的纠正值来作为输入结果,这样系统就可以从它的输出结果中消除误差。在一个PID回路中,这个纠正值有三种算法,消除目前的误差,平均过去的误差,和透过误差的改变来预测将来的误差。比如说,假如利用水箱在为植物提供水,水箱的水需要保持在一定的高度。可以用传感器来检查水箱里水的高度,这样就得到了测量结果。控制器会有一个固定的用户输入值来表示水箱需要的水面高度,假设这个值是保持65%的水量。控制器的输出设备会连在由马达控制的水阀门上。打开阀门就会给水箱注水,关上阀门就会让水箱里的水量下降。这个阀门的控制信号就是控制变量。PID控制器可以用来控制任何可被测量及可被控制变量。比如,它可以用来控制温度、压强、流量、化学成分、速度等等。汽车上的巡航定速功能就是一个例子。一些控制系统把数个PID控制器串联起来,或是连成网络。这样的话,一个主控制器可能会为其他控制输出结果。一个常见的例子是马达的控制。控制系统会需要马达有一个受控的速度,最后停在一个确定的位置。可由一个子控制器用来管理速度,但是这个子控制器的速度是由控制马达位置的主控制器来管理的。应用在自动控制发展的早期,用机械设备来实现PID控制,是由杠杆、弹簧、阻尼及质量组成,多半会用压缩气体驱动。气动控制器还一度是工业上的标准。电子的类比控制器可以用晶体管、真空管、电容器及电阻器组成。许多复杂的电子系统中常会包括PID控制,例如磁盘的读写头定位、电源供应器的电源条件、甚至是现代地震仪的运动侦测线路。现代电子控制器已大幅的被这些利用单芯片或FPGA来实现的数位控制器所取代。现代工业使用的PID控制器多半会用PLC或有安装面板的数位控制器来实现。软件实现的好处是相对低廉,配合PID实现方式调整的灵敏度很大。在工业锅炉、塑胶射出机械、烫金机及包装行业中都会用到PID控制。变化的电压输出可以用PWM来实现,也就是固定周期,依要输出的量去调整周期中输出高电势的时间。对于数位系统,其时间比例有可能是离散的,例如周期是二秒,高电势时间设定单位为0.1秒,表示可以分为20格,精度5%,因此存在一量化误差,但只要时间分辨率够高,就会有不错的效果。
pid参数怎么调
一、参数调整一般规则:由各个参数的控制规律可知,比例P使反应变快,微分D使反应提前,积分I使反应滞后。在一定范围内,P,D值越大,调节的效果越好。各个参数的调节原则如下:1、在输出不振荡时,增大比例增益P。2、在输出不振荡时,减小积分时间常数Ti。3、输出不振荡时,增大微分时间常数Td。二、PID控制器参数整定的方法:1、理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。2、工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下:(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作。(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期。(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。 三、参数调整一般步骤:1、确定比例增益。P确定比例增益P时,首先去掉PID的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0,PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%,由0逐渐加大比例增益P,直至系统出现振荡。再反过来,从此时的比例增益P逐渐减小,直至系统振荡消失,记录此时的比例增益P,设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。2、确定积分时间常数Ti。比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间常数Ti的初值,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大Ti,直至系统振荡消失。记录此时的Ti,设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti调试完成。3、确定微分时间常数Td。微分时间常数Td一般不用设定,为0即可。若要设定,与确定P和Ti的方法相同,取不振荡时的30%。4、系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求。扩展资料:pid常用口诀:参数整定找最佳,从小到大顺序查。先是比例后积分,最后再把微分加。曲线振荡很频繁,比例度盘要放大。曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳。曲线偏离回复慢,积分时间往下降。曲线波动周期长,积分时间再加长。曲线振荡频率快,先把微分降下来。动差大来波动慢。微分时间应加长。理想曲线两个波,前高后低4比1。一看二调多分析,调节质量不会低。参考资料:百度百科--PID控制