PID調節器中比例 積分 微分各自的作用是什麼

2021-08-10 13:08:04 字數 4727 閱讀 7813

1樓:下個id我們再見

在pid調節中,比例作用是依據偏差的大小來動作的,在調節閥系統中起著穩定被調引數的作用;積分作用是依據偏差是否存在來動作的,在系統中起著消除餘差的作用;微分作用是依據偏差變化速度來動作的,在系統中起著超前調節的作用。

1)比例調節規律的作用

偏差一出現就能及時調節,但調節作用同偏差量是成比例的,調節終了會產生靜態偏差(簡稱靜差)。kp增大有利於減小靜差,但kp增加太大,將導致系統超調增加,穩定性變壞,甚至使系統產生振盪。

2)積分調節規律的作用

只要有偏差,就有調節作用,直到偏差為零,因此它能消除偏差。但積分作用過強,又會使調節作用過強,引起被調引數超調,甚至產生振盪。

3)微分調節規律的作用

根據偏差的變化速度進行調節,因此能提前給出較大的調節作用,大大減小了系統的動態偏差量及調節過程時間。但微分作用過強,又會使調節作用過強,引起系統超調和振盪。(另一種表達方式:

微分系數的作用是加快系統的響應,對偏差量的變化做出響應,按偏差量趨向進行控制,把偏差消滅在萌芽狀態之中,使超調小,穩定性增加,但對擾動的抑制能力減弱。)

這三種調節規律的調整原則是:就每一種調節規律而言,在滿足生產要求的情況下,比例作用應強一些,積分作用應強一些,微分作用也應強一些。當同時採用這三種調節規律時,三種調節作用都應適當減弱,且微分時間一般取積分時間的1/4~1/3。

2樓:匿名使用者

pid是英文單詞比例(proportion),積分(integral),微分(differential coefficient)的縮寫。pid調節實際上是由比例、積分、微分三種調節方式組成,它們各自的作用如下:

比例調節作用:是按比例反應系統的偏差,系統一旦出現了偏差,比例調節立即產生調節作用用以減少偏差。比例作用大,可以加快調節,減少誤差,但是過大的比例,使系統的穩定性下降,甚至造成系統的不穩定。

積分調節作用:是使系統消除穩態誤差,提高無差度。因為有誤差,積分調節就進行,直至無差,積分調節停止,積分調節輸出一常值。

積分作用的強弱取決與積分時間常數ti,ti越小,積分作用就越強。反之ti大則積分作用弱,加入積分調節可使系統穩定性下降,動態響應變慢。積分作用常與另兩種調節規律結合,組成pi調節器或pid調節器。

微分調節作用:微分作用反映系統偏差訊號的變化率,具有預見性,能預見偏差變化的趨勢,因此能產生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節作用消除。因此,可以改善系統的動態效能。

在微分時間選擇合適情況下,可以減少超調,減少調節時間。微分作用對噪聲干擾有放大作用,因此過強 的加微分調節,對系統抗干擾不利。此外,微分反應的是變化率,而當輸入沒有變化時,微分作用輸出為零。

微分作用不能單獨使用,需要與另外兩種調節規律相結合,組成pd或pid控制器。

pid調節器各部分的作用分別是什麼?

3樓:demon陌

pid是比例,積分,微分的縮寫.

1 比例調節作用:

是按比例反應系統的偏差,系統一旦出現了偏差,比例調節立即產生調節作用用以減少偏差。比例作用大,可以加快調節,減少誤差,但是過大的比例,使系統的穩定性下降,甚至造成系統的不穩定。

2 積分調節作用:

是使系統消除穩態誤差,提高無差度。因為有誤差,積分調節就進行,直至無差,積分調節停止,積分調節輸出一常值。積分作用的強弱取決與積分時間常數ti,ti越小,積分作用就越強。

反之ti大則積分作用弱,加入積分調節可使系統穩定性下降,動態響應變慢。積分作用常與另兩種調節規律結合,組成pi調節器或pid調節器。

3 微分調節作用:

微分作用反映系統偏差訊號的變化率,具有預見性,能預見偏差變化的趨勢,因此能產生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節作用消除。因此,可以改善系統的動態效能。在微分時間選擇合適情況下,可以減少超調,減少調節時間。

微分作用對噪聲干擾有放大作用,因此過強的加微分調節,對系統抗干擾不利。此外,微分反應的是變化率,而當輸入沒有變化時,微分作用輸出為零。微分作用不能單獨使用,需要與另外兩種調節規律相結合,組成pd或pid控制器。

擴充套件資料:

pid控制器的引數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定pid控制器的比例係數、積分時間和微分時間的大小。pid控制器引數整定的方法很多,概括起來有兩大類:

一是理論計算整定法。

它主要是依據系統的數學模型,經過理論計算確定控制器引數。這種方法所得到的計算資料未必可以直接用,還必須通過工程實際進行調整和修改。

二是工程整定方法。

它主要依賴工程經驗,直接在控制系統的試驗中進行,且方法簡單、易於掌握,在工程實際中被廣泛採用。pid控制器引數的工程整定方法,主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。

三種方法各有其特點。

其共同點都是通過試驗,然後按照工程經驗公式對控制器引數進行整定。

但無論採用哪一種方法所得到的控制器引數,都需要在實際執行中進行最後調整與完善。現在一般採用的是臨界比例法。利用該方法進行。

自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性元件(環節)或有滯後(delay)元件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應該是零。

這就是說,在控制器中僅引入 “比例”項往往是不夠的,比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項”,它能**誤差變化的趨勢。

這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等於零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯後的被控物件,比例+微分(pd)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。

不同的控制系統,其感測器、變送器、執行機構是不一樣的。比如壓力控制系統要採用壓力感測器。電加熱控制系統的感測器是溫度感測器。

pid控制及其控制器或智慧pid控制器(儀表)已經很多,產品已在工程實際中得到了廣泛的應用,有各種各樣的pid控制器產品,各大公司均開發了具有pid引數自整定功能的智慧調節器(intelligent regulator),其中pid控制器引數的自動調整是通過智慧化調整或自校正、自適應演算法來實現。

有利用pid控制實現的壓力、溫度、流量、液位控制器,能實現pid控制功能的可程式設計控制器(plc),還有可實現pid控制的pc系統等等。

可程式設計控制器(plc)是利用其閉環控制模組來實現pid控制,而可程式設計控制器(plc)可以直接與controlnet相連,如rockwell的 plc-5等。還有可以實現pid控制功能的控制器,如rockwell 的logix產品系列,它可以直接與controlnet相連,利用網路來實現其遠端控制功能。

4樓:不是苦瓜是什麼

pid調節器各部分的作用分別是比例(p)、積分(i)、微分(d)控制演算法。

比例,反應系統的基本(當前)偏差,係數大,可以加快調節,減小誤差,但過大的比例使系統穩定性下降,甚至造成系統不穩定;

積分,反應系統的累計偏差 ,使系統消除穩態誤差,提高無差度,因為有誤差,積分調節就進行,直至無誤差;

微分,反映系統偏差訊號的變化率,具有預見性,能預見偏差變化的趨勢,產生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節作用消除,因此可以改善系統的動態效能。但是微分對噪聲干擾有放大作用,加強微分對系統抗干擾不利。

pid控制器(比例-積分-微分控制器),由比例單元(p)、積分單元(i)和微分單元(d)組成。透過kp,ki和kd三個引數的設定。pid控制器主要適用於基本上線性,且動態特性不隨時間變化的系統。

pid 控制器是一個在工業控制應用中常見的反饋迴路部件。這個控制器把收集到的資料和一個參考值進行比較,然後把這個差別用於計算新的輸入值,這個新的輸入值的目的是可以讓系統的資料達到或者保持在參考值。

5樓:有嗨咩

pid調節器是閉環控制中的重要組成部分,其pid控制功能p(比例)、i(積分、)d(微分)。它的主要目的是,當控制系統的輸出量偏離設定值時,pid調節器能夠迅速而準確地消除偏移量,回到設定值。其優點是加裝了pid調節器可以使控制系統既不產生振盪,誤差會很小。

pid調節器中有三個環節,分別是(p)比例環節、(i)積分環節、(d)微分環節。

先說一下比例環節(p):這一環節的作用是將目標訊號與反饋訊號之差進行放大後再作為給定訊號,其中有一個比例增益kp(即放大倍數)。這個kp不能太大,否則會使系統形成振盪,使系統不穩定。

積分環節(i):這個環節的目的是使給定訊號的變化與比例環節對時間的積分成正比。也就是說,當比例環節突然增大很多時,那麼給定訊號只能在“積分時間”內逐漸地增大,從而減緩了給定訊號的變化速率,防止了振盪。

積分時間越長,給定訊號的變化越慢。只要偏差不消除,積分就不停止,從而有效地消除靜差。但積分時間不能太長,否則會發生在被控量急劇變化時,被控量難以迅速恢復的情況。

微分環節(d):微分環節的作用是可以根據控制系統的變化趨勢,提前給出較大的調節動作,從而縮短調節時間,從而克服了因積分時間太長而使恢復滯後的缺點。

因此pid調節器各部分中(p)比例環節、(i)積分環節、(d)微分環節要配合使用才能達到理想的控制。

6樓:匿名使用者

比例(p)、積分(i)、微分(d)控制演算法各自作用:

比例,反應系統的基本(當前)偏差,係數大,可以加快調節,減小誤差,但過大的比例使系統穩定性下降,甚至造成系統不穩定;

積分,反應系統的累計偏差 ,使系統消除穩態誤差,提高無差度,因為有誤差,積分調節就進行,直至無誤差;

微分,反映系統偏差訊號的變化率,具有預見性,能預見偏差變化的趨勢,產生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節作用消除,因此可以改善系統的動態效能。但是微分對噪聲干擾有放大作用,加強微分對系統抗干擾不利。

積分和微分都不能單獨起作用,必須與比例控制配合。

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