什么是PID-什么是PID控制-PID參數(shù)整定學(xué)習(xí)心德.docx

1、什么是PID?什么是PID控制?PID參數(shù)整定學(xué)習(xí)心德目前在我們的工業(yè)控制中PID控制已經(jīng)應(yīng)用非常普遍，那什 么是PID控制呢？有些人可能知之甚少有些人呢可能知道一 些概念性的東西但倒底是怎么開展控制的就不知道了。總覺 的聽起來好似都是一些高等數(shù)學(xué)計(jì)算題談虎色變，其實(shí)在實(shí) 際的運(yùn)算過程中不過是一些小學(xué)數(shù)學(xué)計(jì)算加減乘除四那么運(yùn) 算。當(dāng)然我就是這些人當(dāng)中的一份子，不過最近通過學(xué)習(xí)才 了解到其實(shí)并不是像我們想像的那樣難。那么我從概念到計(jì) 算再到參數(shù)整定這其中的學(xué)習(xí)心德提供給大家。首先從概念上給大家普及一下什么是PID：PID就是比例控制P；積分控制I；微分控制D三者的結(jié) 合。單從名字上聽起來好似很復(fù)

2、雜，但其實(shí)現(xiàn)的過程是非常 簡(jiǎn)單的那么我們就從最簡(jiǎn)單的二位控制開始從概念上來學(xué) 習(xí)。二位控制：這是最簡(jiǎn)單的反響控制，有時(shí)也叫開關(guān)控制。這種控制 是當(dāng)被測(cè)量到達(dá)最高值或最低值的時(shí)候，就給出一個(gè)開關(guān)的 信號(hào)。雖然被測(cè)量可能是模擬量，但控制輸出是開關(guān)的，所 以叫兩位控制。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，有許多溫控器和液位開關(guān)控制 是采用這種方式的，比方最常用的電接點(diǎn)壓力表、電接點(diǎn)溫 度表就是二位控制。比例控制P：控制器的輸出值與被控參數(shù)的測(cè)量值和設(shè)定值或某個(gè) 參考點(diǎn)的偏差是一個(gè)比例關(guān)系。比例控制比二位控制要平滑 一些，消除了二位控制時(shí)會(huì)產(chǎn)生的被控量上下振蕩的情形。 比方，對(duì)一個(gè)反響罐的液位，如果設(shè)定的液位值是2700毫

3、米，當(dāng)液位降低時(shí)，進(jìn)料管道上的閥門就要增加開度，而液 位偏高時(shí)，那么要將開度減小。增加和減小的比例與液位和設(shè) 定值的偏差大小成比例關(guān)系。積分控制：在積分控制中，被控變量的值的變化與控制系統(tǒng)輸出控 制到實(shí)際生效的時(shí)間有一個(gè)預(yù)先設(shè)定的關(guān)系。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸 出是漸漸地到達(dá)設(shè)定的值的。這種控制方式的產(chǎn)生是由于實(shí) 際的控制元件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)從給出輸出信號(hào)到使被控變量到 達(dá)設(shè)定值往往需要一段時(shí)間。最常見的例子是溫度控制，比方，假定我們知道到煤氣 閥門的開度到60%的時(shí)候，熱水器的水溫能夠到達(dá)適宜洗澡 的45 ,但是，當(dāng)你把閥門一下子擰到60%的位置時(shí)，水依 然是涼的，你必須等一下，水溫升到45。左右的時(shí)候，就會(huì)

4、 穩(wěn)定。如果控制系統(tǒng)不用積分控制，而只用比例控制，那么 當(dāng)閥門輸出為60%時(shí)，這是輸入的溫度值可能依然只有20 , 那么按照比例控制，既然偏差依然存在，那么閥門的開度會(huì)繼 續(xù)加大，這樣，當(dāng)水溫升到45。時(shí)，閥門的開度可能會(huì)到達(dá) 了 90%甚至更高，這時(shí)，雖然控制系統(tǒng)會(huì)通知閥門保持不動(dòng)， 但水溫會(huì)繼續(xù)升高，可能到了 50甚至60 ,這時(shí)，閥門 的開度會(huì)減小，但在減小到60%之前，水溫都會(huì)繼續(xù)上升， 當(dāng)閥門開度減到60%時(shí)，水溫依然可能70。，一直當(dāng)閥門的 開度變成20%時(shí),水溫才會(huì)變成45 ,這時(shí)閥門運(yùn)動(dòng)會(huì)結(jié)束， 但水溫卻會(huì)繼續(xù)下降，直到變成涼水，如果這時(shí)是冬天，可 能你的情形還要糟糕。這就是沒

5、有積分控制的溫度控制器會(huì) 發(fā)生的情況。如果你有小孩，當(dāng)孩子第一次操作熱水器的閥 門的時(shí)候，發(fā)生的情形就很像這種情況。微分控制：微分控制通常與比例和積分控制同時(shí)使用，由于積分控 制有一個(gè)滯后，微分控制可以讓控制對(duì)偏差的反響提前，以 免控制系統(tǒng)的反響過于遲鈍。微分控制與比例和積分控制同 時(shí)使用，可以使被控狀態(tài)更迅速地到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，而又不會(huì) 出現(xiàn)上文出現(xiàn)的振蕩現(xiàn)象。PID控制：在實(shí)際的控制系統(tǒng)中，根據(jù)實(shí)際變量的情況，上述三種 控制方式有時(shí)只有一種，有時(shí)是兩種，有時(shí)三種同時(shí)采用。 比例控制用P表示，積分控制用I表示，微分控制用D表示， 根據(jù)采用的方式，分別稱為P控制，PI控制，PID控制。其 中，PID控制是控制系統(tǒng)最常見的控制模式。通過上面的介紹大家肯定對(duì)PID控制有一個(gè)初步的了解, 對(duì)PID的作用有了 一定的認(rèn)識(shí)。那么PID控制中到底是如何 運(yùn)算的呢。首先呢PID是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)輸出是比例控制 項(xiàng)、積分控制項(xiàng)、微分控制項(xiàng)三者的和。（ ：/版權(quán)所 有）在我們的實(shí)際控制中呢