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DCS控制系统从故事中秒懂PID
发布时间:2019-05-17
P指的是比例(Proportion),I指的是积分(Integral),D指的是微分(Differential)。
在电机调速系统中,输入信号为正,要求电机正转时,反馈信号也为正(PID算法时,误差=输入-反馈),同时电机转速越高,反馈信号越大。要想搞懂PID算法的原理,首先必须先明白P,I,D各自的含义及控制规律:
比例部分其实就是对预设值和反馈值差值的发大倍数。举个例子,假如原来电机两端的电压为U0,比例P为0.2,输入值是800,而反馈值是1000,那么输出到电机两端的电压应变为U0+0.2*(800-1000)。从而达到了调节速度的目的。显然比例P越大时,电机转速回归到输入值的速度将更快,及调节灵敏度就越高。从而,加大P值,可以减少从非稳态到稳态的时间。但是同时也可能造成电机转速在预设值附近振荡的情形,所以又引入积分I解决此问题。
积分部分其实就是对预设值和反馈值之间的差值在时间上进行累加。当差值不是很大时,为了不引起振荡。可以先让电机按原转速继续运行。当时要将这个差值用积分项累加。当这个和累加到一定值时,再一次性进行处理。从而避免了振荡现象的发生。可见,积分项的调节存在明显的滞后。而且I值越大,滞后效果越明显。
微分部分其实就是求电机转速的变化率。也就是前后两次差值的差而已。也就是说,微分项是根据差值变化的速率,提前给出一个相应的调节动作。可见微分项的调节是超前的。并且D值越大,超前作用越明显。可以在一定程度上缓冲振荡。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。