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廈門宇電自動化科技有限公司

什么叫PID調(diào)節(jié)器

時間:2016-2-22 閱讀:2818
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          一個自動控制系統(tǒng)要能很好地完成任務(wù),,首先必須工作穩(wěn)定,,同時還必須滿足調(diào)節(jié)過程的質(zhì)量指標(biāo)要求。

    即:系統(tǒng)的響應(yīng)快慢,、穩(wěn)定性,、zui大偏差等。很明顯,,自動控制系統(tǒng)總希望在穩(wěn)定工作狀態(tài)下,,具有較高的控制質(zhì)量,我們希望持續(xù)時間短,、超調(diào)量小,、擺動次數(shù)少。為了保證系統(tǒng)的精度,,就要求系統(tǒng)有很高的放大系數(shù),,然而放大系數(shù)一高,又會造成系統(tǒng)不穩(wěn)定,,甚至系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩,。反之,只考慮調(diào)節(jié)過程的穩(wěn)定性,,又無法滿足精度要求,。因此,調(diào)節(jié)過程中,,系統(tǒng)穩(wěn)定性與精度之間產(chǎn)生了矛盾,。

    如何解決這個矛盾,可以根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計要求和實際情況,,在控制系統(tǒng)中插入“校正網(wǎng)絡(luò)”,,矛盾就可以得到較好解決。這種“校正網(wǎng)絡(luò)”,,有很多方法完成,,其中就有PID方法,。

  簡單的講,PID“校正網(wǎng)絡(luò)”是由比例積分PI和比例微分PD"元件組"成的,。為了說明問題,,這里簡單介紹一下比例積分PI和比例微分PD

微分:

  從電學(xué)原理我們知道,,當(dāng)脈沖信號通過RC電路時,,電容兩端電壓不能突變,電流超前電壓90°,,輸入電壓通過電阻R向電容充電,,電流在t1時刻瞬間達(dá)到zui大值,電阻兩端電壓Usc此刻也達(dá)到zui大值,。隨著電容兩端電壓不斷升高,,充電電流逐漸減小,電阻兩端電壓Usc也逐漸降低,,zui后為0,,形成一個鋸齒波電壓。這種電路稱為微分電路,,由于它對階躍輸入信號前沿“反應(yīng)”激烈,,其性質(zhì)有加速作用。

積分:

  我們再來看,,脈沖信號出現(xiàn)時,,通過電阻R向電容充電,電容兩端電壓不能突變,,電流在t1時刻瞬間達(dá)到zui大值,,電阻兩端電壓此刻也達(dá)到zui大值。電容兩端電壓Usc隨著時間t不斷升高,,充電電流逐漸減小,,zui后為0,電容兩端電壓Usc也達(dá)到zui大值,,形成一個對數(shù)曲線,。這種電路稱為積分電路,由于它對階躍輸入信號前沿“反應(yīng)”遲緩,,其性質(zhì)是“阻尼”緩沖作用,。

    結(jié)論:

  PID調(diào)節(jié)器實際是一個放大系數(shù)可自動調(diào)節(jié)的放大器,動態(tài)時,,放大系數(shù)較低,,是為了防止系統(tǒng)出現(xiàn)超調(diào)與振蕩。靜態(tài)時,,放大系數(shù)較高,,可以蒱捉到小誤差信號,,提高控制精度。

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