pid控制的小知识

来源:电工天下时间:2020-03-04 15:52:11 作者:xiaokk手机版>>

有关pid控制的小知识,在plc编程中设计一个控制模型,控制一个人以pid控制的方式走110步,然后停下来,主要有三种控制方法,让我们一起来学习下。

pid控制的方式

共有三种方式,一是p比例控制,二是pi积分控制,三是pd微分控制。

1、p比例控制

让他走110步,他按照一定的步伐走到一百零几步(如108步)或100多步(如112步)就停了。

说明:p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)。

2、pi积分控制

他按照一定的步伐走到112步然后回头接着走,走到108步位置时,然后又回头向110步位置走。在110步位置处来回晃几次,最后停在110步的位置。

说明:在积分i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。

3、pd微分控制

他按照一定的步伐走到一百零几步后,再慢慢地向110步的位置靠近,如果最后能精确停在110步的位置,就是无静差控制;如果停在110步附近(如109步或111步位置),就是有静差控制。

说明:在微分控制d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。

解决办法:

使抑制误差作用的变化“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p”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。

因此,对有较大惯性或滞后的被控对象,比例p+微分d(pd)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

以上就是pid控制的小知识,希望对大家有所帮助。

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