“pid控制”包含哪些环节以及各参数对系统的影响是什么?

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“pid控制”包含哪些环节以及各参数对系统的影响是什么?,第1张

PID控制包含三个环节:比例环节P,积分环节I,微分环节D。可以使用其中的一种或两种,也可以三种都用,这要根据过程的特点和控制的要求而定。

比例环节P: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。

积分环节I:控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。用于消除静差,提高系统的无差度。但它有滞后现象,使系统的响应速度变慢,超调量变大并可能产生振荡。

微分环节D:反应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。误差突变时,能及时控制,并能在偏差信号变化太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间。但其会带来扰动敏感,抑制抗干扰能力差。

1、比例参数KP的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。随着KP的增大系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但是系统易产生超调,系统的稳定性变差,甚至会导致系统不稳定。KP取值过小,调节精度降低,响应速度变慢,调节时间加长,使系统的动静态性能变坏。

2、积分作用参数Ti的一个最主要作用是消除系统的稳态误差。Ti越大系统的稳态误差消除的越快,但Ti也不能过大,否则在响应过程的初期会产生积分饱和现象。

若Ti过小,系统的稳态误差将难以消除,影响系统的调节精度。另外在控制系统的前向通道中只要有积分环节总能做到稳态无静差。从相位的角度来看一个积分环节就有90° 的相位延迟,也许会破坏系统的稳定性。

3、微分作用参数Td的作用是改善系统的动态性能,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但Td不能过大,否则会使响应过程提前制动,延长调节时间,并且会降低系统的抗干扰性能。