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01開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制.PNG

PID控制

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P、I、D參數(shù)變化的影響

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響應(yīng)時(shí)間,誤差帶,整定時(shí)間

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PID控制

PID控制器的比例單元P、積分單元I和微分單元D分別對(duì)應(yīng)目前誤差、過(guò)去累計(jì)誤差及未來(lái)誤差。

比例控件

Kp只是在控制器的輸出和系統(tǒng)的誤差成比例的時(shí)候成立。注意在誤差是0的時(shí)候，控制器的輸出也是0。
若比例增益大，在相同誤差量下，會(huì)有較大的輸出，但若比例增益太大，會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定。相反的，若比例增益小，若在相同誤差量下，其輸出較小，因此控制器會(huì)較不敏感的。若比例增益太小，當(dāng)有干擾出現(xiàn)時(shí)，其控制信號(hào)可能不夠大，無(wú)法修正干擾的影響。

穩(wěn)態(tài)誤差

若加入一偏置，或是加入積分控制，可以消除穩(wěn)態(tài)誤差。

積分控件

積分控制考慮過(guò)去誤差，將誤差值過(guò)去一段時(shí)間和（誤差和）乘以一個(gè)正值的常數(shù)Ki。Ki從過(guò)去的平均誤差值來(lái)找到系統(tǒng)的輸出結(jié)果和預(yù)定值的平均誤差。積分控制會(huì)加速系統(tǒng)趨近設(shè)定值的過(guò)程，并且消除純比例控制器會(huì)出現(xiàn)的穩(wěn)態(tài)誤差。積分增益越大，趨近設(shè)定值的速度越快，不過(guò)因?yàn)榉e分控制會(huì)累計(jì)過(guò)去所有的誤差，可能會(huì)使回授值出現(xiàn)過(guò)沖的情形。

微分控件

微分控制考慮將來(lái)誤差，計(jì)算誤差的一階導(dǎo)，并和一個(gè)正值的常數(shù)Kd相乘。這個(gè)導(dǎo)數(shù)的控制會(huì)對(duì)系統(tǒng)的改變作出反應(yīng)。導(dǎo)數(shù)的結(jié)果越大，那么控制系統(tǒng)就對(duì)輸出結(jié)果作出更快速的反應(yīng)。
微分控制可以提升整定時(shí)間及系統(tǒng)穩(wěn)定性

另:

• 比例-積分-微分（PID）算法是工業(yè)里最常見(jiàn)的控制算法。在PID控制里，這個(gè)算法會(huì)計(jì)算比例，積分，微分的響應(yīng)和這三者的和，以此來(lái)計(jì)算真實(shí)的輸出。因此，了解每一個(gè)PID參數(shù)的影響，對(duì)于調(diào)整PID控制器非常重要。

• 比例的影響：比例的參數(shù)取決于誤差，它是設(shè)置點(diǎn)和過(guò)程變量的差。比例增益(Kc)是輸出和誤差的比值。比如，誤差信號(hào)的幅值是10，如果比例增益是5，那么產(chǎn)生的輸出就是50。一般來(lái)說(shuō)，增加控制系統(tǒng)的比例增益，可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，同時(shí)也會(huì)降低穩(wěn)定誤差（也就是設(shè)置點(diǎn)和過(guò)程變量的差）。盡管如此，如果比例增益太大，那么過(guò)程變量就會(huì)開(kāi)始震蕩。如果Kc再進(jìn)一步增加，震蕩就會(huì)加大，系統(tǒng)就會(huì)變得不穩(wěn)定。

• 積分的影響：積分參數(shù)穩(wěn)定誤差之前，誤差和時(shí)間的積分。因此，積分響應(yīng)連續(xù)增加時(shí)間直到誤差為零。盡管如此，積分的過(guò)程有可能會(huì)影響系統(tǒng)的過(guò)沖，震蕩，和/或者穩(wěn)定性。

• 微分的影響：PID算法的微分參數(shù)預(yù)示了將要出現(xiàn)的誤差，因?yàn)槲⒎謪?shù)的響應(yīng)是誤差變化的積分。因此，一般來(lái)說(shuō)，微分過(guò)程減小了超條和降低了震蕩。在另一方面，大部分的實(shí)際控制系統(tǒng)里使用了非常小的微分增益**(Td) **，因?yàn)槲⒎猪憫?yīng)對(duì)過(guò)程變量信號(hào)的噪聲非常敏感。如果反饋回來(lái)的過(guò)程變量代表的噪聲，微分參數(shù)就會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定

調(diào)整PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響如下