PID调节到底是什么? pid是什么意思
常常看到有关PID的问题 , 但看来看去都看不懂他们在说什么 。可能还有一些技巧员一提起PID调节就摇头 , 搞不来呀 , 不是很懂啊!那么PID调节的本质是什么?通俗的概念是什么?我们通过下图剖析剖析 。一个主动掌握体系可以很好地完成义务 , 首先得工作稳固 , 同时还必需满足调节进程的质量指标请求 。即:体系的响应快慢、
常常看到有关PID的问题 , 但看来看去都看不懂他们在说什么 。可能还有一些技巧员一提起PID调节就摇头 , 搞不来呀 , 不是很懂啊!那么PID调节的本质是什么?通俗的概念是什么?我们通过下图剖析剖析 。
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一个主动掌握体系可以很好地完成义务 , 首先得工作稳固 , 同时还必需满足调节进程的质量指标请求 。即:体系的响应快慢、稳固性、最大偏差等 。很显著 , 主动掌握体系愿望在稳固工作状况下 , 具有较高的掌握质量 , 而我们则愿望连续时光短、超调量小、摆动次数少 。为了保证体系的精度 , 就请求体系有很高的放大系数 , 然而放大系数一高 , 又会造成体系不稳固 , 甚至体系发生振荡 。反之 , 只斟酌调节进程的稳固性 , 又无法满足精度请求 。因此 , 在调节进程中 , 体系稳固性与精度之间发生了抵触 。
如何解决这个抵触?可以依据掌握体系设计请求和实际情形 , 在掌握体系中插入“校订网络” , 抵触就可以得到较好解决 。这种“校订网络” , 有很多办法完成 , 其中就有PID办法 。
简略的讲 , PID“校订网络”是由比例积资源网分PI和比例微分PD"元件组"成的 。为了解释问题 , 这里简略介绍一下比例积分PI和比例微分PD 。
微分:从电学原理我们知道当脉冲信号通过RC电路时(图2) , 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时刻瞬间到达最大值 , 电阻两端电压Usc此刻也到达最大值 。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也逐渐下降 , 最后为0 , 形成一个锯齿波电压 。这种电路称为微分电路 , 由于它对阶跃输入信号前沿“反响”剧烈 , 其性质有加速作用 。
积分:当脉冲信号涌现时(图3) , 通过电阻R向电容充电 , 电容两端电压不能突变 , 电流在t1时刻瞬间到达最大值 , 电阻两端电压此刻也到达最大值 。电容两端电压Usc随着时光t不断升高 , 充电电流逐渐减资源网小 , 最后为0 , 电容两端电压Usc也到达最大值 , 形成一个对数曲线 。这种电路称为积分电路 , 由于它对阶跃输入信号前沿“反响”缓慢 , 其性质是“阻尼”缓冲作用 。
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当插入校订网络时:
我们首先资源网讨论主动掌握体系引入比例积分PI的情形(图4) 。曲线PI(1)对阶跃信号的响应特征曲线 , 当t=0时 , PI的输出电压很小 , 当t>0时(由比例系数决议) , 输出电压按积分特征线性上升 , 体系放大系数Ue线性增大 。就是说 , 当体系输入端涌现大的误差时 , 掌握输出电压不会立即变得很大 , 而是随着时光的推移和体系误差不断地减小 , PI的输出电压不断增长 , 即体系放大系数Ue不断线性增大 。我们称这种特征为体系阻尼;决议阻尼系数因素是PI比例系数和积分时光常数 。要不断进步掌握体系的质量 , 就要不断转变PI比例系数和积分时光常数 。
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再讨论掌握体系引入比例微分PD的情形(图4) 。曲线PD(2)对输入信号的响应特征曲线 , 当t=0时 , PD使体系放大系数Ue骤增 。就是说 , 当体系输入端涌现误差时 , 掌握输出电压会立即变大 。我们称这种特征为加速作用 。可以看出 , 过强的微分信号会使掌握体系不稳固 。所以在应用中 , 必需认真调节PD比例系数和微分时光常数 。
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