PID调节到底是什么东西?
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。
此主题相关图片如下,点击图片看大图:
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威廉希尔官方网站 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。这种威廉希尔官方网站 称为微分威廉希尔官方网站 ,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。这种威廉希尔官方网站 称为积分威廉希尔官方网站 ,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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