PID控制的原理和方法PPT教案.pptx

文档介绍：会计学
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PID控制的原理和方法
二、控制简介
控制原则：稳、准、快
基本控制类型：开环控制、闭环控制
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t
y
r
0
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比例
控制对象
积分
微分
u
+
+
+
检测元器件
e
y
r
_
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比例（P）控制
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（Steady-state error）。
注意:比例系数Kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度. Kp越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但易产生超调,甚至会使系统不稳定. Kp取值过小,则会降低调节的精度,使响应速度过慢,从而延长调节时间,使系统静态和动态特性变坏.
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积分（I）控制
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。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（System with Steady-state Error）。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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注意:积分系统Ki的作用是消除系统的稳态误差. Ki越大,系统的静态误差消除越快,但Ki过大,在响应过程的初期会产生饱和现象,从而引起响应过程的较大超调,若Ki过小,将使静态误差难以消除,影响系统的调节精度.
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微分（D）控制
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。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“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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微分作用Kd的作用是改善系统的动态特性,其作用主要是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,,会使响应提前制动,从而延长调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能.
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三、PID调试一般原则
，增大比例增益Kp 。
，减小积分时间常数Ki。
，增大微分时间常数Kd。
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