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PID调节是什么(pid调节器是什么)

文章作者:邱老师 发布时间:2022-09-09 17:22:29 浏览次数:0

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PID调节是什么

常常看到有关PID的问题,但看来看去都看不懂他们在说什么。可能还有一些技术员一提起PID调理就摇头,搞不来呀,不是很懂啊!那么PID调理的本质是什么?浅显的概念是什么?我们经过下图剖析剖析。

一个自动控制系统能很好地完成任务,首先要工作稳定,同时要满足调质过程的质量指标要求。即系统的响应速度、稳定性和最大偏差。显然,自动控制系统希望在稳定的工作状态下有较高的控制品质,而我们希望持续时间短,超调量小,摆动次数少。为了保证系统的精度,要求系统具有较高的放大倍数。但如果放大倍数很高,系统会不稳定,甚至会振荡。反之,只考虑调理过程的稳定性,是不能满足精度要求的。因此,在调理的过程中,系统稳定性和准确性是一对矛盾。

如何处理这个矛盾?能够插入 根据控制系统的设计要求和实践,将其导入控制系统。矫正网 矛盾可以更好的处理。这种 矫正网 有很多方法可以实现,包括PID方法。

简单来说,PID 矫正网 是由比例积分PI和比例微分PD <组quot >组成的。为了理清问题,下面简单介绍一下比例积分PI和比例微分PD。

微分:从电学原理我们知道,当脉冲信号通过RC电路(图2)时,电容两端的电压不能突然变化,电流超前电压90 deg输入电压通过电阻R给电容充电,电流在t1时达到最大值,此时电阻两端的电压Usc也达到最大值。随着电容两端的电压不时升高,充电电流逐渐减小,电阻Usc两端的电压也逐渐减小,最终达到0,构成锯齿波电压。这种电路称为差分电路,因为它影响阶跃输入信号的前沿 回应 激烈,其性质可以加速。

积分:当脉冲信号出现时(图3),电容通过电阻R充电,电容两端的电压不能突然变化。电流在t1时达到最大值,此时电阻两端的电压也达到最大值。电容两端的电压Usc随时间T不时增加,充电电流逐渐减小,最终达到0。电容器两端的电压Usc也达到最大值,形成对数曲线。这种电路称为积分电路,因为它对阶跃输入信号的前沿很敏感 回应 慢,它的本性是 阻尼 缓冲作用。

当插入校正网络时:首先,我们讨论将比例积分PI引入自动控制系统的情况(图4)。曲线(1)对阶跃信号的响应特性曲线。t=0时,PI(1)的输出电压很小,t >: 0时(由比例系数决定),输出电压按照积分特性线性上升,系统放大系数Ue线性增加。即当系统的输入呈现较大误差时,控制输出电压不会立即变得很大,而是随着时间的推移,系统误差不时减小,PI的输出电压会不时增大,即系统放大倍数Ue会不时线性增大。我们称这种特性为系统阻尼;决定阻尼系数的因素是PI比例系数和积分时间常数。为了不时地改善控制系统的品质,需要不时地改变PI比例系数和积分时间常数。

然后讨论将比例微分PD引入控制系统的情况(图4)。PD(2)对输入信号的响应特性曲线。当t=0时,PD使系统放大系数Ue急剧增大。也就是说,当系统的输入出现误差时,控制输出电压将立即增加。我们称之为特征加速度。可见,太强的微分信号会使控制系统不稳定。因此,在应用中,需要仔细调整PD比例系数和微分时间常数。

为了妥善处理系统稳定性和精度之间的矛盾,比例积分PI和比例微分PD经常组合起来形成 矫正网 ,也称PID调节。调节特性曲线PID(3)(图4)是PI和PD特性曲线的综合。适当调整PI和PD的上述系数,可以保证控制系统的快速稳定运行。

由此不难知道,PID调节器是一个放大倍数可以自动调节的放大器。当它是动态的时,放大因子是低的,以避免系统的过冲和振荡。在静态下,放大倍数高,可以捕捉微小的误差信号,提高控制精度。不知道大家有没有其他意见?

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