广东湘恒智能科技有限公司
主营产品: 西门子PLC代理商,plc变频器,伺服电机,人机界面,触摸屏,线缆,DP接头
PID控制——比例控制、积分控制、微分控制
发布时间:2024-11-26

 比例控制

 

TITLE:比例控制(P) (Proportional control action)

 

比例控制(P)是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。根据设备有所不同,比例带一般为2~10%(温度控制)。但是,仅仅是P控制的话,会产生下面将提到的off set (稳态误差),所以一般加上积分控制(I),以消除稳态误差。

 

比例带与比例控制(P)输出的关系如图所示。用MVp运算式的设定举例:

稳态误差(Off set)

 

比 例控制中,经过一定时间后误差稳定在一定值时,此时的误差叫做稳态误差(off set)。仅用比例控制的时候,根据负载的变动及设备的固有特性不同,会出现不同的稳态误差。负载特性与控制特性曲线的交点和设定值不一致是产生稳态误差 的原因。比例带小时不会产生。为消除稳态误差,我们设定手动复位值--manual reset值(MR),以消除控制误差。
2.webp图3:比例控制产生的off set。
 


 

如 前所述,仅用比例控制不能消除稳态误差。为此,将MR(manual reset值)设为可变,则可自由整定(即调整)调节器的输出。只要手动操作输出相当于off set的量,就能与目标值一致。这就叫做手动复位(manual reset),通常比例调节器上配有此功能。在实际的自动控制中,每次发生off set时以手动进行reset的话,这样并不实用。在后面将叙述的积分控制功能,能自动消除稳态误差。
3.webp

积分控制

 

积分控制(I) (Integral control action)

 

所谓积分控制(I),就是在出现稳态误差时自动的改变输出量,使其与手动复位动作的输出量相同,达到消除稳态误差的目的。当系统存在误差时,进行积分控制,根据积分时间的大小调节器的输出会以一定的速度变化,只要误差还存在,就会不断的进行输出。

4.webp

积分时间的定义:

 

当积分项和比例项对于控制器的输出的贡献相同,即积分作用重复了一次比例作用时所花费的时间,就是积分时间。

 

微分控制

 

微分控制(D) (Differential control action)

 

微分控制(D)的功能是通过误差的变化率预报误差信号的未来变化趋势。通过提供超前控制作用,微分控制能使被控过程趋于稳定。因此,它经常用来抵消积分控制产生的不稳定趋势。

5.webp

微分时间的定义:

 

当输入量持续的以一定速率变化时,微分项和比例项对于控制器的输出的贡献相同,即微分作用重复了一次比例作用时所花费的时间,就是微分时间。


展开全文
拨打电话 微信咨询 发送询价