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模拟电路设计系列讲座二十四:PID控制策略

发布时间:2021-02-13 阅读量:80911 作者: 亚博app

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亚博app_有人让谈一下控制系统中的PID,本文就详细讲解一下PID基本控制策略。PID掌控是最先发展一起的控制策略之一,由于其算法非常简单,鲁棒性好和可靠性低,被普遍用作工业掌控当中。常规PID控制系统原理框图如下,该系统由仿真PID控制器以及被控对象构成。PID控制器是一种线性控制器,它根据等价值r(t)与实际输入值y(t)包含掌控偏差:e(t)=r(t)-y(t)将偏差的比例(P)、分数(I)和微分(D)通过线性组合包含掌控量,对被控对象展开掌控,故称PID控制器。

其掌控规律为:式中:Kc-比例系数TI-分数时间常数TD-微分时间常数一:PID掌控特点原理非常简单,使用方便适应性强劲:可以普遍应用于各个工业掌控领域鲁棒性强劲:即其掌控品质对被控对象特征的变化并不大脆弱二:PID比例环节P调节对偏差信号e(t)需要及时作出反应,无任何丝毫的迟缓。输入u实质上是对起始值的增量,因此,当偏差e(t)为0时,u=0,并不意味著调节器没输入,只解释此时u=u0。

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u0的大小是可以通过调整调节器的工作点加以转变的。非常简单来说,对于比例环节,偏差一旦产生,控制器就不会立刻产亚博App-亚博App手机版生掌控起到,以增加偏差。

三:分数环节I调节器的输入不仅与偏差信号的大小有关,还与偏差不存在的时间长短有关。只要偏差不存在,调节器的输入就不会大大变化,直到偏差为零,调节器的输入才稳定下来仍然变化。所以分数调节作用能自动避免余劣。留意I调节的输入不像P调节那样随偏差为零而变到零。

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分数调节的特点就是无劣调节,只要偏差不为零,掌控输入就不为零,它就要动作到把被调量的静差几乎避免为止。而一旦被调量偏差e为零,分数调节器的输入就维持恒定。分数调节具备迟缓性质,对于同一个被控对象,I调节比P调节展开得要较慢,除非分数速度无穷大,否则I调节就无法像P调节那样及时对偏差加以号召,而是迟缓于偏差的变化,它的滞后性使其无法对阻碍展开及时掌控。所以在工业掌控中,分数环节一般来说和其他控制策略一起用于。

非常简单来讲,分数环节主要用作避免静差,提升系统的无差度。分数起到的高低各不相同分数时间常数TI,TI越大,分数起到就越很弱,反之则就越强劲。P调节与I调节较为P调节及时性强劲,但有余劣;I调节无余劣,但超调大,不如P平稳。

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