PID要不要反饋信號

/service/answer/solution.aspx?Q_id=76307&cid=1029 PID調(diào)節(jié)閥門無反饋S7-300的PID調(diào)節(jié)中用FB41功能塊，如果調(diào)節(jié)閥沒有開度反饋的話會不會影響PID的調(diào)節(jié)精度？謝謝！問題補充：

被控信號有反饋懸賞分：5|解決時間：2011-12-0918:35:25|提問者：qunsheng-畢業(yè)實踐員

第4級問題ID：76307

最佳答案是的，閥門開度一般不作為PID的反饋量，最多作為上位機或界面的查看變量?；卮鹫撸禾m香-高級技術員

第7級

2011-12-0809:52:25閥門沒有反饋你的被控信號有反饋吧？這樣就行了！回答者：zhangli0-頂級工程師

第12級

2011-12-0720:50:24你依據(jù)的是被控信號來調(diào)節(jié)閥門開度，形成一個閉環(huán)控制，而不是依據(jù)閥門開度反饋，如果只靠閥門開度反饋控制，那就是開環(huán)控制了回答者：流云飛666-資深學長

第3級

2011-12-0808:15:16開環(huán)控制肯定是對精度有影響的，開環(huán)和閉環(huán)控制精度的差別還是挺大的回答者：zhao_ez-畢業(yè)實踐員

第4級

2011-12-0808:37:47PID必須有反饋，是被控量的反饋，而不需要閥門開度反饋?；卮鹫撸葫Z卵石-初級工程師

第9級

2011-12-0809:09:25這個控制應該屬于串級閉環(huán)，被控信號與其反饋值是外閉環(huán)，閥開度與閥反饋值屬于內(nèi)閉環(huán)，現(xiàn)在少了內(nèi)閉環(huán)，對控制多多少少有負面影響，其穩(wěn)態(tài)性能應該不受多大影響，但其穩(wěn)定性能可能會相對比較差一點回答者：鋒advance-資深學長

第3級

2011-12-0809:18:02PID本身就是閉環(huán)調(diào)節(jié)，反饋的是調(diào)節(jié)量（被控量），不是閥門的開度。比如調(diào)節(jié)液位，只需要液位反饋和對液位進行設定，PID的輸出控制閥門動作，不需要閥位反饋的。調(diào)節(jié)的好壞與PID參數(shù)有直接關系?；卮鹫撸簞澓?初級技術員

第5級

2011-12-0809:28:221、閥位反饋信號不參與pid調(diào)節(jié)，因此不影響pid調(diào)節(jié)精度

2、但是閥位反饋信號是反應閥門動作的重要依據(jù)回答者：一天到晚游泳的豬-高級技術員

第7級

2011-12-0817:32:00介紹本教程將向您展示了比例每個比例項(P)的特點，積分項(I)和微分項(D)控制，以及如何使用它們來獲得所需的響應。在本教程中，我們會考慮以下單位反饋系統(tǒng)：Plant【被控對象】：被控制的系統(tǒng)

Controller【控制器】：為被控對象提供刺激;目的是控制整個系統(tǒng)的行為三個控制系數(shù)PID控制器的傳遞函數(shù)如下所示：·Kp=比例控制參數(shù)·KI=積分控制參數(shù)·Kd=微分控制參數(shù)

首先，讓我們來看看如何在一個PID控制器的閉環(huán)使用上述系統(tǒng)的工作原理圖。變量(e)代表誤差，這里的誤差是指輸入值(R)和實際輸出(Y)兩者之差。這個錯誤信號(e)將發(fā)送到PID控制器，該控制器對這個錯誤信號同時計算導數(shù)和積分。剛剛過去信號(u)將等于比例控制參數(shù)(Kp)乘上誤差，積分控制參數(shù)(Ki)乘上誤差的積分，微分控制系數(shù)(Kd)乘上誤差的微分。這個信號(u)將被發(fā)送到被控對象，新的輸出(Y)將獲得。這種新的輸出(Y)將被送回傳感器再次找到新的誤差信號(e)。該控制器采用這個新的誤差信號，并計算其微分及其積分了。這個過程將反復的進行。P，I和D控制器的屬性比例控制參數(shù)(Kp)加快系統(tǒng)的響應速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度，但從未消除穩(wěn)態(tài)誤差。一個積分控制參數(shù)(Ki)將消除殘差，但它可能使瞬態(tài)響應差。一個微分控制參數(shù)(Kd)將改善系統(tǒng)的動態(tài)性能，減少了過沖，改善瞬態(tài)響應的影響。Kp,Kd,和Ki在閉環(huán)系統(tǒng)的影響總結如下表。

請注意，這些關系不是固定不變的，因為Kp,Kd,和Ki是互相依賴。事實上，改變一個值可以改變其他兩個效果。出于這個原因，該表幫您確定Ki,Kp和Kd值時作為參考。下面對PID做一個簡單形象的介紹簡單的控制模型：你控制一個人讓他以PID控制的方式走100步后停下。1、P

比例控制，就是讓他走100步，他按照一定的步伐走到90幾步（如98步）或100多步（如102步）就停了。說明：P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信號成比例關系。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steady-stateerror）。2、PI積分控制，就是他按照一定的步伐走到102步然后回頭接著走，走到98步位置時，然后又回頭向100步位置走。在100步位置處來回晃幾次，最后停在100步的位置。說明：在積分I控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)（SystemwithSteady-stateError）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”積分項對誤差取決于時間的積分，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(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例+積分（PI）控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。3、PD微分控制，就是他按照一定的步伐走到一百零幾步后，再慢慢地向100步的位置靠近，如果最后能精確停在100步的位置，就是無靜差控制；如果停在100步附近（如99步或101步位置），就是有靜差控制。說明：在微分控制D中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關系。自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)，其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（delay）組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例P”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，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調(diào)。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例P+微分D（PD）控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。帶著上面的形象的說明通過例題讓我們加深記憶??！例題假設我們有一個簡單的質(zhì)量，彈簧，阻尼器和問題，如下圖。該系統(tǒng)的建模方程式

(1)我們得到的建模方程（1）用拉普拉斯變換，得到位移X(s)和輸入值F(s)的傳遞函數(shù)就變成其中·M=1kg·b=10N.s/m·k=20N/m·F(s)=1把這些值代入到傳遞函數(shù)這個例題的目的是向您展示Kp,Ki和Kd值如何有助于獲得·快速的上升時間（Fastrisetime）·最小的過沖量（Minimumovershoot）·沒有穩(wěn)態(tài)誤差（Nosteady-stateerror）開環(huán)階躍響應讓我們先來查看開環(huán)階躍響應。創(chuàng)建一個新的M-文件，添加以下代碼：num=1;den=[11020];plant=tf(num,den);step(plant)復制代碼在MATLAB命令窗口中運行M-文件應該得到下面的圖。該被控對象的傳遞函數(shù)的直流增益為1/20，所以0.05是一個單位階躍輸入輸出的最終值。這相當于0.95穩(wěn)態(tài)誤差，確實相當大。此外，上升時間約為1秒，穩(wěn)定時間約為1.5秒。讓我們設計的控制器將減少上升時間，減少穩(wěn)定時間，并消除了穩(wěn)態(tài)誤差。比例控制從上面的表格中，我們看到，比例控制參數(shù)(Kp)使上升時間縮短，增加了過沖，并減少了穩(wěn)態(tài)誤差。上述系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞一個比例控制參數(shù)的功能是：比例控制參數(shù)(Kp)等于300，然后對M-文件進行如下修改：Kp=300;contr=Kp;sys_cl=feedback(contr*plant,1);t=0:0.01:2;step(sys_cl,t)復制代碼運行在MATLAB命令窗口中的M-文件應提供下列情節(jié)。Note:TheMATLABfunctioncalledfeedbackwasusedtoobtainaclosed-looptransferfunctiondirectlyfromtheopen-looptransferfunction(insteadofcomputingclosed-looptransferfunctionbyhand).注意：MATLAB函數(shù)稱為反饋是用來直接從開環(huán)傳遞函數(shù)獲取閉環(huán)傳遞函數(shù)。（而不是用手工計算閉環(huán)傳遞函數(shù)）。

上圖顯示，使用比例控制參數(shù)的減少了上升時間和穩(wěn)態(tài)誤差，但提高了過沖，并降低了小額的穩(wěn)定時間。比例積分控制在進入一個PID控制去，讓我們來看看在PI控制。從表中，我們看到積分控制參數(shù)(Ki)降低上升時間，但增加了超調(diào)和穩(wěn)定時間，不過消除了穩(wěn)態(tài)誤差。對于給定的系統(tǒng)，使用PI控制的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：讓我們把Kp減小到等于30，并讓Ki等70。創(chuàng)建一個新的M-文件，輸入以下命令。Kp=30;Ki=70;contr=tf([KpKi],[10]);sys_cl=feedback(contr*plant,1);t=0:0.01:2;step(sys_cl,t)復制代碼

運行此命令窗口在MATLAB的M-文件，你應該得到以下的圖片。我們降低了比例控制參數(shù)(Kp)，因為積分控制參數(shù)對也對減少上升時間，增加了沖量和比例控制參數(shù)有相同效果（雙重效果）。上述反應表明，積分控制器消除了穩(wěn)態(tài)誤差。比例微分控制現(xiàn)在，讓我們看看在PD控制。從上面的表格中，我們看到，微分控制參數(shù)(Kd)降低了過沖量和穩(wěn)定時間。此次與PD控制器給定的系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：讓我們像第一次一樣，讓Kp等于300，Kd等于10。把下面的命令輸入到m-文件并運行下面的命令在MATLAB命令窗口中。Kp=300;Kd=10;contr=tf([KdKp],1);sys_cl=feedback(contr*plant,1);t=0:0.01:2;step(sys_cl,t)復制代碼

此圖表明，微分控制器既降低超調(diào)量和穩(wěn)定時間，并對上升時間和穩(wěn)態(tài)誤差較小的影響。比例，積分，微分控制現(xiàn)在，讓我們看看在一個PID控制器。此次與PID控制器的給定的系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：經(jīng)過多次反復試驗運行，Kp=350,Ki=300,和Kd=50提供所需的響應。為了確認，請輸入以下命令，以一米文件并運行在命令窗口中。你應該得到以下步驟響應。Kp=350;Ki=300;Kd=50;contr=tf([KdKpKi],[10]);sys_cl=feedback(contr*plant,1);t=0:0.01:2;step(sys_cl,t)復制代碼

現(xiàn)在，我們已經(jīng)獲得了無過沖，快速上升時間，并沒有穩(wěn)態(tài)誤差閉環(huán)系統(tǒng)。設計一個PID控制器的一般技巧當你要設計一個給定系統(tǒng)的PID控制器，請按照下面以獲得所需的響應的步驟。1.獲取一個開環(huán)反應并確定哪些需要改進

2.添加比例控制以改善上升時間

3.添加微分控制以改善沖量

4.添加一個積分控制消除穩(wěn)態(tài)誤差

5.調(diào)整每個Kp,Ki,和Kd直到您獲得所需的整體反應。你總是可以參考本“PID教程”上顯示的表，以找出哪個控制器控制什么特點。最后，請記住如果沒有必要你并不需要在一個單一的系統(tǒng)中的把所有三個控制器（比例，微分和積分）都用上。例如，如果一個PI控制器提供足夠好的反應（如上面的例子），那么你就不需要在系統(tǒng)上執(zhí)行微分控制器。盡可能保持簡單的控制器。書上的常用口訣：

參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查

先是比例后積分，最后再把微分加

曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大

曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳

曲線偏離回復慢，積分時間往下降

曲線波動周期長，積分時間再加長

曲線振蕩頻率快，先把微分降下來

動差大來波動慢，微分時間應加長

理想曲線兩個波，前高后低4比1

一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低

PS1:推薦一個最經(jīng)典的教程，由入門到精通吃透PID2.0版-焦作華潤白志剛。從PID歷史到說明再到例題??！覺得非常有研讀價值。在工程領域只要吃透PID大部分都可以解決掉??！所以不在多在于精??！下載完一定要去研讀哦！！分享到：上一篇：軟件版本號含義下一篇：MATLAB與自動控制系列教程一：MATLAB建模查看評論

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