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[讨论结束] 请高手指点PID控制的原理!

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发表于 2007-7-31 10:06:38 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国江苏扬州

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请高手指点PID控制的原理!最好能浅显一点,因为本人不是学这方面专业的,能附带个例子最好,
* S5 E& M# I# K' a/ Z& u比如用PI控制发动机的怠速稳定性!
发表于 2007-7-31 17:30:35 | 显示全部楼层 来自: 中国广东广州

PID控制的原理

你大约可视:
3 V3 s0 }! ]& B* ?( q: ]  P负责大小,I负责防过调,D负责判断。" x; Q" y; s! f' C
  变参数后,要等几个调整周期,才能看出效果。
3 p) [, q. b5 b/ p, J: n3 Q3 b  其实,最重要的是耐心
5 ~  P& M* i% y3 \  Q" v. G: Z+ S% g
P:它的大小决定了调节执行机构反映速度(当然I、D也会影响速度),/ M3 H2 S; ^$ P3 [! s
可以这样理解,它反映了设定值和给定值的差的倍数送到输出。单纯的P值设定输出是锯齿波形) D# O6 ^: P) K$ a+ f" j
I:它反映了从“0”达到输出最大值的积分时间(输出最大值是通过P设定值计算后得到的)。它的设定会减慢输出的动作,但使输出波形平滑。4 k& A/ g- |/ e" {6 N
D:当设定值和给定值发生偏差,输出马上达到最大值(输出最大值是通过P设定值计算后得到的),然后按D设定的时间逐渐减小
+ E* G; G- i' x0 C4 V5 q  J2 H, d, N" H3 C
1、PID是比较经典的控制,一般可以分成PD、PI和PID控制。
  z/ }+ g: A; d5 r* V  1)PD主要是超前校正,从频域看,它改变了系统开环特性的中频段形状,增加了相位裕量,从而改善系统的动特性,但是没有改善系统开环特性中的低频段形状,因而它不能直接改善系统的稳态性能;从时域看,由于控制规律中间包含了导数控制项,即当有产生误差的趋势时产生控制作用,这种超前控制作用可以用来抵消控制对象所固有的一部分惯性,从而改善系统的稳定性和动态特性。
, q9 f9 @0 n3 w- v+ O5 c  2)PI从频域看,滞后作用主要是用在低频段,它将低频段抬高,从而改善了系统的稳态性能;从时域看,只要有一点误差就积分,从而产生较大的控制用来消除稳态误差。
: q7 X7 v& W( k  B0 F7 l' c# K  3)PID控制利用超前控制来改善系统的开环特性中的中频段形状,以改善系统的动态性能;通过滞后环节来改善系统开环控制的低频段形状,以改善系统的稳态特性。
' l, E% m) C$ G7 \3 C  2、常用的数字PID控制可分为位置型PID和增量型PID, t7 f% [. \0 Z9 |( H9 j
  1)比例控制能够迅速反映误差,从而减小误差,但比例控制不能消除系统的稳态误差,随着比例系数的增大,可以减小稳态误差,但系统会不稳定,超调量加大。  q4 B* j$ |. E& T; \7 x" `
  2)积分作用是消除系统误差,如果时间足够系统会自己进入无误差,但是积分时间太小,积分作用过大,会使系统超调量过大,甚至出现振荡。
1 i( y! u* q3 ?; t9 d0 l  3)微分作用可以减小超调量,克服振荡,使系统稳定性提高,同时使系统加快动态响应速度,减小调节时间,从而改善系统的动态性能。
1 {* u8 U4 h3 F2 o  3、数字PID控制的改进
2 T4 {3 X' Z; `1 S, n  1)对积分项改进:主要有积分分离,变速积分,抗饱和积分,梯形积分,消除积分不灵敏区等; n8 F! S& B) o( E1 F0 q
  2)微分项的改进:主要有不完全微分PID,微分先行PID等
3 K3 `, U) Q6 `8 c& k& U  3)时间最优PID/ g0 Q) ^% s( T. J) F
  4)可变增量PID
% k8 |2 |6 H. q9 q( Q* C0 g  5)带死区PID, t4 }: \4 C, S4 W
  知道原理,大部分都可就plc的PID指令修改补充得到。。。。。。。
4 k  d$ W& ]6 c7 Q2 I8 d  N2 N# b; O. {+ D/ Z. {
[ 本帖最后由 luofeng686 于 2007-7-31 17:31 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2007-8-1 13:44:48 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏扬州
谢谢,很详细,我明白了不少!如果应用到发动机怠速调节上,应该有什么样的控制理论依据呢?
发表于 2007-8-10 11:31:01 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
3楼的确是这方面的专家,讲的比较深奥.  因为系统控制涉及多个学科的知识,如控制理论,数学微积分等. 建议楼主买本书看看. 书名叫<系统控制理论>
- {/ C* y$ a8 Y/ T3 y
, `7 i3 e5 S) B& y: ?不过需要大学知识哦 呵呵
发表于 2007-9-8 10:20:20 | 显示全部楼层 来自: 中国湖北武汉
PID通常是指控制系统要实现“稳”、“快”、“准”的控制过程所采用的控制规律或策略,P表示比例控制,I表示积分控制,D表示微分控制。
+ l8 Q/ _* t% j/ I. I& y比例控制(P)规律:系统输出量与输入量之间的关系成比例,其优点是控制过程快速、灵敏,其缺点是控制过程结束有“余差”。一般用于控制过程的初始阶段。- W! i$ B0 A. Q5 w
积分控制(I)规律:系统输出量是输入量的积分,其优点是可消除控制过程的“余差”,其缺点是控制过程缓慢、迟钝。一般用于控制过程的后续阶段用来消除“余差”。# Q9 `7 B+ s0 p4 c1 x$ A
微分控制(D)规律:系统输出量是输入量的变化率,其特点是输入量变化愈剧烈,这部分的控制作用就愈强,其缺点是会使系统的相对稳定性变差。- k, w2 f: g$ R
在工程上,系统控制规律根据实际情况常采用上述三种规律之组合。如P、PI、PD、PID等。
% h' l; S* A! D0 z6 x注意:三种控制规律之间组合的原则是“取长补短”。只有这样,才能使系统的控制过程实现“稳”、“快”、“准”(稳定性、快速性、准确性)的性能要求。
* K7 j! X; {! f至于“怠速”控制问题,有多种方案。发动机在不同的工况下,可采用不同的控制规律组合,也可改变三种控制作用的控制参数,如果能够采用自适应控制那就更好了。" e* V0 P! c* s5 s
  M" R% O( v" }/ l% M8 T: P/ @9 b
[ 本帖最后由 gd_zzx 于 2007-9-8 10:56 编辑 ]
发表于 2007-9-8 14:14:56 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
pd还是很少见的,pi,pid最多
发表于 2008-12-25 10:38:02 | 显示全部楼层 来自: 中国台湾
還是有看沒有懂不知有否更簡單的解釋。
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