PID调节到底是什么东西?

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查看29454 | 回复232 | 2006-6-12 01:08:00 | 显示全部楼层 |阅读模式


经常看到有关PID调节问题书籍,看来看去看不懂他们再说什么。还有一些技术员一提起PID调节,就摇头,搞不懂呀!那么PID调节的实质是什么?通俗的概念是什么?我们通过图1进行分析。

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一个自动控制系统要能很好地完成任务,首先必须工作稳定,同时还必须满足调节过程的质量指标要求。即:系统的响应快慢、稳定性、最大偏差等。很明显,自动控制系统总希望在稳定工作状态下,具有较高的控制质量,我们希望持续时间短、超调量小、摆动次数少。为了保证系统的精度,就要求系统有很高的放大系数,然而放大系数一高,又会造成系统不稳定,甚至系统产生振荡。反之,只考虑调节过程的稳定性,又无法满足精度要求。因此,调节过程中,系统稳定性与精度之间产生了矛盾。

如何解决这个矛盾,可以根据控制系统设计要求和实际情况,在控制系统中插入“校正网络”,矛盾就可以得到较好解决。这种“校正网络”,有很多方法完成,其中就有PID方法。

简单的讲,PID“校正网络”是由比例积分PI和比例微分PD"元件组"成的。为了说明问题,这里简单介绍一下比例积分PI和比例微分PD。

微分:

从电学原理我们知道,见图2,当脉冲信号通过RC电路时,电容两端电压不能突变,电流超前电压90°,输入电压通过电阻R向电容充电,电流在t1时刻瞬间达到最大值,电阻两端电压Usc此刻也达到最大值。随着电容两端电压不断升高,充电电流逐渐减小,电阻两端电压Usc也逐渐降低,最后为0,形成一个锯齿波电压。这种电路称为微分电路,由于它对阶跃输入信号前沿“反应”激烈,其性质有加速作用。

积分:

我们再来看图3,脉冲信号出现时,通过电阻R向电容充电,电容两端电压不能突变,电流在t1时刻瞬间达到最大值,电阻两端电压此刻也达到最大值。电容两端电压Usc随着时间t不断升高,充电电流逐渐减小,最后为0,电容两端电压Usc也达到最大值,形成一个对数曲线。这种电路称为积分电路,由于它对阶跃输入信号前沿“反应”迟缓,其性质是“阻尼”缓冲作用。


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插入校正网络的情况

现在我们首先讨论自动控制系统引入比例积分PI的情况,见图4。曲线PI(1)对阶跃信号的响应特性曲线,当t=0时,PI的输出电压很小,(由比例系数决定)当t>0时,输出电压按积分特性线性上升,系统放大系数Ue线性增大。这就是说,当系统输入端出现大的误差时,控制输出电压不会立即变得很大,而是随着时间的推移和系统误差不断地减小,PI的输出电压不断增加,既,系统放大系数Ue不断线性增大。我们称这种特性为系统阻尼。决定阻尼系数因素是PI比例系数和积分时间常数。要不断提高控制系统的质量,就要不断改变PI比例系数和积分时间常数。


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我们再讨论控制系统引入比例微分PD的情况,见图4。曲线PD(2)对输入信号的响应特性曲线,当t=0时,PD使系统放大系数Ue骤增。这就是说,当系统输入端出现误差时,控制输出电压会立即变大。我们称这种特性为加速作用。可以看出,过强的微分信号会使控制系统不稳定。所以在使用中,必须认真调节PD比例系数和微分时间常数。

为妥善解决系统稳定性与精度之间的矛盾,往往将比例积分PI与比例微分PD组合使用,形成“校正网络”,也称PID调节。PID调节特性曲线PID(3)(图4),是PI、PD特性曲线合成的。适当的调节PI、PD上述各系数,就能保证控制系统即快又稳的工作。

结论:

PID调节器实际是一个放大系数可自动调节的放大器,动态时,放大系数较低,是为了防止系统出现超调与振荡。静态时,放大系数较高,可以蒱捉到小误差信号,提高控制精度。

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在我出道的时候,我认识了一个人,因为他喜欢在东边出没,所以很多年后,他有个绰号叫东邪。多年之后,我有个绰号叫西毒,任何人都可以变得狠毒,只要你尝试过什么叫做嫉妒。我不介意其他人怎么看我,我只不过想比别人活得更开心。

ppm100 | 2006-6-12 10:02:00 | 显示全部楼层

??:(gongkonglxw)PID??????????

让回复就得让看才好
wangjiang | 2006-6-17 20:47:00 | 显示全部楼层
pid在实践中领悟
jnsgo | 2006-7-7 09:29:00 | 显示全部楼层

dzjxlc | 2006-7-7 10:17:00 | 显示全部楼层
好,太好了
ywt6289 | 2006-7-8 11:01:00 | 显示全部楼层

好!

zuopung | 2006-8-12 10:41:00 | 显示全部楼层
ddddddddddddddddddddd
lib00 | 2006-9-9 09:15:00 | 显示全部楼层
ddddd
ypq888 | 2006-9-9 10:52:00 | 显示全部楼层
wa
yimamu66 | 2006-9-9 15:34:00 | 显示全部楼层

我是新手,不懂别笑我。。。

select99 | 2006-9-26 22:18:00 | 显示全部楼层
好啊,谢谢
liwanjun | 2006-9-27 10:54:00 | 显示全部楼层
06hweiwei | 2006-9-28 08:59:00 | 显示全部楼层
DD
yangman | 2006-9-28 16:21:00 | 显示全部楼层
看看~~~
sunday_qh | 2006-10-1 13:22:00 | 显示全部楼层
vb
lizhaole | 2006-10-7 15:09:00 | 显示全部楼层

good

qiaokuo132 | 2006-10-7 17:09:00 | 显示全部楼层
工作
wwyfox | 2006-10-8 10:34:00 | 显示全部楼层
ddd
ZERO5752 | 2006-10-10 10:29:00 | 显示全部楼层

我是新手,来学习的!

an99158 | 2006-10-10 14:29:00 | 显示全部楼层

不懂

hxen1029 | 2006-10-10 21:07:00 | 显示全部楼层
非常感谢
tuhan | 2006-10-11 09:37:00 | 显示全部楼层
看了也不懂
gjsun2003 | 2006-10-18 14:51:00 | 显示全部楼层

我有一个项目想用PID做不知道行不?是速度跟随的问题,两个机构要求速度能够跟随.输入的信号有两个机构的速度信号,其中一个是随机的但有范围限制.第二个是靠液压驱动的,也正是控制的这个速度来跟随前一个.输出信号控制驱动液压.说明白了吗?帮忙参谋一下,PID能实现吗?

hairong | 2006-10-18 15:10:00 | 显示全部楼层

好东西。

jingjuyou | 2006-11-10 20:20:00 | 显示全部楼层
 长知识
lhwluck3066 | 2006-11-10 22:33:00 | 显示全部楼层
什么东东?????????[em04][em01]
lhwluck3066 | 2006-11-10 22:42:00 | 显示全部楼层

PID调节器实际是一个放大系数可自动调节的放大器,动态时,放大系数较低,是为了防止系统出现超调与振荡。静态时,放大系数较高,可以蒱捉到小误差信号,提高控制精度。

楼猪!!这句话太经典了!!支持!!!!

timmyway | 2006-11-11 09:48:00 | 显示全部楼层
只有回复了,我做潜水员好多年。
hwqxjr | 2006-11-20 05:39:00 | 显示全部楼层
ddddddddddddddddddddd
ae86fc | 2006-11-21 10:23:00 | 显示全部楼层

好!

xinyun0920 | 2006-11-22 16:17:00 | 显示全部楼层
想看看!!
zhaoan0919 | 2006-11-23 15:44:00 | 显示全部楼层
kankan
zhaoan0919 | 2006-11-23 15:55:00 | 显示全部楼层

还能看到更具体的吗?

fchglz | 2006-11-23 22:24:00 | 显示全部楼层

比列微积分控制!

用于克服系统惯性,既保持系统稳定在某一设定值。

jonzy | 2006-11-24 10:43:00 | 显示全部楼层

看看

lover_grass | 2006-11-24 11:42:00 | 显示全部楼层
DDDDD
rocketsmj | 2006-11-24 12:34:00 | 显示全部楼层

看看,多谢

wlcle | 2006-11-24 14:09:00 | 显示全部楼层
学习一下
hayws | 2006-11-26 22:13:00 | 显示全部楼层
我想学习一下
lsfplc | 2006-11-26 22:31:00 | 显示全部楼层
?
azfeng | 2006-11-27 23:31:00 | 显示全部楼层
pid 现在正在学这个
zxfaplc | 2006-11-28 21:10:00 | 显示全部楼层

哇,非常不错.顶!

killer047 | 2006-11-30 08:17:00 | 显示全部楼层
看看
lb1231 | 2006-11-30 08:35:00 | 显示全部楼层

版主:看了你的有关PID的心得体会,我觉得我在PID学习这方面又进了一步,有好东东大家分享哦 !

我知道系统的不同,调的参数时有很大差别的

liangfengliu | 2006-11-30 11:07:00 | 显示全部楼层

LZ说的好

xfengchen | 2006-11-30 11:08:00 | 显示全部楼层
有点懂,但还是不是很清除
whb1981 | 2006-11-30 13:54:00 | 显示全部楼层

我是一只小菜鸟~咿呀咦呀哦!

多谢斑竹JJ咯!

斑点的狗狗 | 2006-11-30 14:25:00 | 显示全部楼层
看看看
texward | 2006-12-1 06:25:00 | 显示全部楼层
学了几年的课本,现在对PID还是一头雾水
cptank | 2006-12-7 15:48:00 | 显示全部楼层

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