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PID调节器各部分的作用分别是什么?

来源:www.zuowenzhai.com    作者:编辑   日期:2024-06-16
PID调节器中比例、积分、微分各自的作用是什么?

PID是英文单词比例(Proportion),积分(Integral),微分(Differential coefficient)的缩写。PID调节实际上是由比例、积分、微分三种调节方式组成,它们各自的作用如下:

比例调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

积分调节作用:是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,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

微分调节作用:微分作用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,因此能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。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强 的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。

P是比例作用,及当前测量值是多少,则输出量就大致为当前测量值按一定比例计算出的值,比例作用是PID控制器的基础,即一个PID控制器可以不用积分作用,也可以不用微分作用,但是不能不用比例作用。
I是积分作用,是对比例作用的补充,是对控制精度的调整。
D是微分作用,微分作用是对测量值的变化量做出一个限制,及测量值变化过快,则微分作用会让控制器朝着测量值变化方向的反方向做控制,以阻碍测量值变化过快。

PID是比例,积分,微分的缩写.

1 比例调节作用:

是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

2 积分调节作用:

是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,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。

反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

3 微分调节作用:

微分作用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,因此能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。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。

微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。

扩展资料:

PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:

一是理论计算整定法。

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。

二是工程整定方法。

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。

但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行。

自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。

这就是说,在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势。

这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

不同的控制系统,其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。

PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。

有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID控制的PC系统等等。

可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连,如Rockwell的 PLC-5等。还有可以实现PID控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix产品系列,它可以直接与ControlNet相连,利用网络来实现其远程控制功能。

参考资料:百度百科——PID调节器



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是比例,积分,微分的缩写.
比例调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少
偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的
不稳定。
积分调节作用:是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,直至无差,积分
调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反
之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律
结合,组成PI调节器或PID调节器。
微分调节作用:微分作用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,因此能产
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。
在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强
的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为
零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。

比例控制的优点是简单而且调整方便,但它会产生余差。余差的大小随比例系数的增大而减小。比例控制适用于低阶过程,对于一个具有较大时间常数的过程,因为过程的稳定裕度大,往往允许有很大的开环增益(即比例系数)。另外对于具有积分环节的对象,适用比例控制器不会产生余差,而采用PI控制器却会使系统的稳定性严重恶化,因此具有积分环节的对象特别适用比例控制器。
积分控制作用可以消除余差,但因积分作用是随着时间累积而逐渐加强,所以控制作用缓慢,在时间上总是落后于偏差信号的变化,不能及时控制。当对象的惯性较大时,被控参数将出现较大的超调量,控制时间也较长,严重时甚至使系统难以稳定。因此积分控制不宜单独使用,往往是将比例和积分组合起来,构成比例积分PI控制器,这样控制即及时,又能消除余差。
微分作用通过提供超前作用使得被控过程趋于稳定,因此它常用来抵消积分作用带来的不稳定趋势。同时微分作用也能减小过渡过程时间,从而改善被控变量的动态响应。但是微分作用的输出只与偏差信号的变化速率有关,如果有偏差但不变化,则微分输出为零,故微分控制不能消除余差。所以微分控制器不能单独使用,它常与比例或比例积分控制作用组合,构成PD或PID控制器。

PID调节器是闭环控制中的重要组成部分,其PID控制功能P(比例)、I(积分、)D(微分)。它的主要目的是,当控制系统的输出量偏离设定值时,PID调节器能够迅速而准确地消除偏移量,回到设定值。其优点是加装了PID调节器可以使控制系统既不产生振荡,误差会很小。PID调节器中有三个环节,分别是(P)比例环节、(I)积分环节、(D)微分环节。

先说一下比例环节(P):这一环节的作用是将目标信号与反馈信号之差进行放大后再作为给定信号,其中有一个比例增益KP(即放大倍数)。这个KP不能太大,否则会使系统形成振荡,使系统不稳定。

积分环节(I):这个环节的目的是使给定信号的变化与比例环节对时间的积分成正比。也就是说,当比例环节突然增大很多时,那么给定信号只能在“积分时间”内逐渐地增大,从而减缓了给定信号的变化速率,防止了振荡。积分时间越长,给定信号的变化越慢。只要偏差不消除,积分就不停止,从而有效地消除静差。但积分时间不能太长,否则会发生在被控量急剧变化时,被控量难以迅速恢复的情况。

微分环节(D):微分环节的作用是可以根据控制系统的变化趋势,提前给出较大的调节动作,从而缩短调节时间,从而克服了因积分时间太长而使恢复滞后的缺点。

因此PID调节器各部分中(P)比例环节、(I)积分环节、(D)微分环节要配合使用才能达到理想的控制。


18362221825什么是PID调节器,并举例说明P、I、D的调节作用。
毕邵婷答:PID 调节器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件,PID是以它的三种纠正算法而命名的。这三种算法都是用加法调整被控制的数值。而实际上这些加法运算大部分变成了减法运算因为被加数总是负值。以下是PID的调节作用举例:1.比例- 来控制当前,误差值和一个负常数P(表示比例)相乘,然后和预定的值相加...

18362221825PID调节器各部分的作用分别是什么?
毕邵婷答:2积分调节作用:是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,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成...

18362221825PID调节器各部分作用是?
毕邵婷答: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...

18362221825调节器的作用是什么?
毕邵婷答:调节器的主要功能有:1。调节发电机的输出电压;2.防止充电电流过大;3.出现反向电流时,切断充电电路。当出现反向电流时,继电器会迅速切断充电电路。调节器分为模拟调节器和数字调节器。将生产过程参数的测量值与给定值进行比较,在获得偏差后,控制器(也称为调节仪表)产生输出信号以推动致动器消除偏差...

18362221825调节器的作用
毕邵婷答:调节器的作用主要是:1、调节发电机输出电压。2、防止充电电流过大。3、在产生逆流时切断充电电路,在发生逆流时,继电器会迅速切断充电回路。调节器分为模拟调节器和数字调节器。将生产过程参数的测量值与给定值进行比较,得出偏差后根据一定的调节规律产生输出信号推动执行器消除偏差量,使该参数保持在给定...

18362221825PID调节器中比例、积分、微分各自的作用
毕邵婷答:积分调节作用:是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,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值.积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强.反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢.积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或...

18362221825汽车用电子调节器各控制端含义及其作用
毕邵婷答:调节器基本特性:转速特性调节电压温度系数负载特性功率组件压降抛负载耐压漏电流建压转速5.调节器的功能自激功能负载延时响应软启动低电压警告过电压警告短路保护功能。单功能调节器指只有调节器的基本功能,电压调节功能,多功能调节器指除了调节器基本特性外,还带有短路保护,软启动等一项或多项功能 ...

183622218251.pid自动调节器有哪些整定参数?三种调节规律的作用各是什么
毕邵婷答:即一个PID控制器可以不用积分作用,也可以不用微分作用,但是不能不用比例作用。I是积分作用,是对比例作用的补充,是对控制精度的调整。D是微分作用,微分作用是对测量值的变化量做出一个限制,及测量值变化过快,则微分作用会让控制器朝着测量值变化方向的反方向做控制,以阻碍测量值变化过快。

18362221825汽车调节器的作用是什么?
毕邵婷答:汽车调节器是汽车电气系统中的重要部件,主要有以下两点作用:首先,它能够调节发电机的输出电压,确保电气系统的稳定运行。其次,在充电过程中,调节器能够防止电流过大,保护电池和发电机免受损坏。此外,当发生逆流现象时,调节器能够迅速切断充电电路,避免对电气系统造成不良影响。为了实现这些功能,调节器...

18362221825PID调节的主要作用是什么?
毕邵婷答:PID调节器的三个主要参数是比例增益(Kp)、积分时间(Ki)和微分时间(Kd)。这些参数对控制性能有着显著的影响。比例增益影响系统的响应速度和超调量;积分时间有助于消除稳态误差,但也可能增加超调和调节时间;微分时间则可以提前响应系统变化,改善系统的动态性能,但过大的微分时间可能导致系统不稳定...


(编辑:彭放毛)
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