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楼宇自控 今日: 3116 |主题: 9172

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有兴趣的来讨论一下 PID 三个参数的关系...

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wangqishi 发布于: 2005-11-22 15:00 1050 次浏览 4 位用户参与讨论
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PID在楼控上用的极多,解释清楚的大哥能不能劳驾跟大伙好好说说啊?最好有通俗易懂的定义,再加些函数曲线图
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沙发
hdj 发表于 2005-11-23 16:29:44
<p><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left>在工程實際中,應用最為廣泛的調節器控制規律為比例積分微分控制,簡稱PID控制,又稱PID調節。PID控制器問世至今已有近60年的歷史了,它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制主要和可靠的技術工具。當被控對象的結構和參數不能完全掌握,或得不到精確的數學模型時,控制理論的其它設計技術難以使用,系統的控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定,這時應用PID控制技術最為方便。即當我們不完全了解一個系統和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統的參數的時候,便最適合用PID控制技術。 <p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan; mso-margin-top-alt: auto; mso-margin-bottom-alt: auto" align=left>比例積分微分控制包含比例、積分、微分三部分,實際中也有PI和PD控制器。PID控制器就是根據系統的誤差利用比例積分微分計算出控制量,圖<st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="1.2" UnitName="a">1.2a</st1:chmetcnv>中給出了一個PID控制的結構圖,控制器輸出和控制器輸入(誤差)之間的關係在時域中可用公式(<st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="1.2" UnitName="a">1.2a</st1:chmetcnv>)表示如下:<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan; mso-margin-top-alt: auto; mso-margin-bottom-alt: auto" align=center><v:shapetype><v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path connecttype="rect" gradientshapeok="t" extrusionok="f"></v:path><lock aspectratio="t" v:ext="edit"></lock></v:shapetype><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>(<st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="1.2" UnitName="a">1.2a</st1:chmetcnv>)<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan; mso-margin-top-alt: auto; mso-margin-bottom-alt: auto" align=center><p> </p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan; mso-margin-top-alt: auto; mso-margin-bottom-alt: auto" align=center><p> </p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan; mso-margin-top-alt: auto; mso-margin-bottom-alt: auto" align=left>公式中 表示誤差、控制器的輸入, 是控制器的輸出, 為比例系數、 積分時間常數、為 微分時間常數。(<st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="1.2" UnitName="a">1.2a</st1:chmetcnv>)式又可表示為:  <p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan; mso-margin-top-alt: auto; mso-margin-bottom-alt: auto" align=center><v:shape><v:imagedata></v:imagedata></v:shape>(1.2b)<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan; mso-margin-top-alt: auto; mso-margin-bottom-alt: auto" align=left>公式中<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>和<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>分別為<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>和<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>的拉氏變換,<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>,<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>。<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>、<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>、<v:shape> <v:imagedata></v:imagedata></v:shape>分別為控制器的比例、積分、微分系數。  <p></p></P><P 6pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; mso-pagination: widow-orphan; mso-outline-level: 3; tab-stops: 176.0pt"><B>比例(</B><B>P</B><B>)控制</B><B> <p></p></B></P><P 6pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; mso-pagination: widow-orphan; tab-stops: 176.0pt">比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差訊號成比例關係。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差(Steady-state error)。 <p></p></P><P 6pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; mso-pagination: widow-orphan; mso-outline-level: 3; tab-stops: 176.0pt"><B>積分(</B><B>I</B><B>)控制</B><B> <p></p></B></P><P 6pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; mso-pagination: widow-orphan; tab-stops: 176.0pt">在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差訊號的積分成正比關係。 <p></p></P><P 6pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; mso-pagination: widow-orphan; tab-stops: 176.0pt">對一個自動控制系統,如果在進入穩態後存在穩態誤差,則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統(System with Steady-state Error)。為了消除穩態誤差,在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取關於時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小,直到等於零。 <p></p></P><P 6pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; mso-pagination: widow-orphan; tab-stops: 176.0pt">因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。 <p></p></P><P 6pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; mso-pagination: widow-orphan; mso-outline-level: 3; tab-stops: 176.0pt"><B>微分(</B><B>D</B><B>)控制</B><B> <p></p></B></P><P 6pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; mso-pagination: widow-orphan; tab-stops: 176.0pt">在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差訊號的微分(即誤差的變化率)成正比關係。 <p></p></P><P 6pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; mso-pagination: widow-orphan; tab-stops: 176.0pt">自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振蕩甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性的元件(環節)和(或)有滯後(delay)的元件,使力圖克服誤差的作用,其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使克服誤差的作用的變化要有些“超前”,即在誤差接近零時,克服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”,它能預測誤差變化的趨勢,這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使克服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地沖過頭。 <p></p></P><P 6pt 0cm; LAYOUT-GRID-MODE: char; mso-pagination: widow-orphan; tab-stops: 176.0pt">所以對有較大慣性和(或)滯後的被控對象,比例+微分(PD)的控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。 <p></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><p><FONT face="Times New Roman"> </FONT></p></P><P 0cm 0cm 0pt"><a href="http://tds.ic.polyu.edu.hk/mtu/atm/pid/media/1_2a.jpg" target="_blank" ><v:shape><v:imagedata><FONT face="Times New Roman"></FONT></v:imagedata></v:shape></A><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 126pt; mso-char-indent-count: 12.0">圖 <st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False" HasSpace="False" SourceValue="1.2" UnitName="a">1.2a</st1:chmetcnv>     PID控制的結構圖<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-ALIGN: left; mso-pagination: widow-orphan" align=left></p> </P>
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hnwlduane 发表于 2005-12-16 10:42:44
<P>受教了------</P><P>HDJ的自动控制理论学的真不错啊</P><P>——————————————————————</P><P><a href="mailthnwlduane@163.com" target="_blank" >hnwlduane@163.com</A></P>
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liujirong 发表于 2005-12-16 15:14:04
HDJ要是能把文章种的图表配起就更完美了
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5#
sakural2001 发表于 2005-12-20 18:26:01
受教啊,谢谢啊
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