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PID控制技术智能车培训PPT教案.pptx

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上传人:wz_198613 2021/6/11 文件大小:157 KB

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文档介绍

文档介绍:会计学
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PID控制技术智能车培训
1 PID控制器的概念及发展现状
比例-积分-微分(Proportion-Integral-Differential,简称PID)控制器是一个三项控制器,在自动控制领域拥有悠久历史。
具有原理简单,结构灵活,适应性强等特点,能够提供一系列令人满意的过程,实际上它在工业中已成为标准控制器。
实现数字控制很容易。
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当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。
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PID控制器的发展现状
目前,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。
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过程控制系统
静态,动态,过渡过程(中间过程)
扰动,阶跃信号
典型过渡过程
平稳、快速、准确
动态性能指标
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过程控制系统动态性能指标
±5%(或±2%)
tr
ts
tp
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2 PID控制规律及其基本作用
1. 比例调节器(P)
2. 比例积分调节器(PI)
3. 比例积分微分调节器(PID)
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比例调节作用
比例调节作用快,系统一出现偏差,调节器立即将偏差放大输出。但系统存在余差,比例度越大,过渡过程越平稳,但余差越大,比例度越小,过渡过程易振荡,比例度太小时,就可能出现发散振荡。
比例控制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。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。
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积分调节作用
积分调节作用的输出不仅取决于偏差信号的大小,还取决于偏差存在的时间,只要有偏差存在,尽管偏差可能很小,但它存在的时间越长,输出信号就越大,只有消除偏差,输出才停止变化。
对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
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微分调节作用
在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。
由于积分调节器输出值大小与误差的持续时间有关,就会使系统的调节过程变慢,带来的系统动态性能变差。此外,当系统受到冲击式偏差时,偏差的变化率很大,而PI调节器调节速度很慢,就会造成系统的振荡。
解决的办法是增加 “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。
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