PID功能详解

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PID功能详解

一、PID 控制简介
* P" q( S* O. A# C9 KPID(Proportional IntegralDerivative)控制是 最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
/ U' i: @7 T- `$ n4 @在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节，它实际.上是一种算法。PID 控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一-。当 被控对象的结构和参数不能完全掌握，或 得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时 应用PID 控制技术最为方便。即当我们不完全了解-一个系统和被控对象， 或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID 控制技术。PID 控制，实际中也有PI 和PD控制。PID 控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
1 }5 f/ C# i2 b从信号变换的角度而言，超前校正、 滞后校正、滞后一超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。
PID调节器的适用范围: PID 调节控制是-一个传统控制方法，它适用 于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场，不同的现场，仅仅是PID参数应设置不同，只要参数设置得当均可以达到很好的效果。均可以达到 0.1%，甚至更高的控制要求。
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# x& d% b  P- G% S$ F5 @PID控制的不足
1.在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定，难以建立精确的数学模型，常规的PID控制器不能达到理想的控制效果;
2.在实际生产 现场中，由于受到参数整定方法烦杂的困扰，常规
PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳，对运行工况的适应能力很差。

; j0 h$ g0 k& H/ e* N二、 PID控制器各校正环节
任何闭环控制系统的首要任务是要稳(稳定)、 快(快速)、准(准确)的响应命令。PID调整的主要工作就是如何实现这-任务。
增大比例系数P将加快系统的响应，它的作用于输出值较快，但不能很好稳定在一一个理想的数值，不 良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响，但有 余差出现，过大的比例系数会使系统有 比较大的超调，并产生振荡， 使稳定性变坏。积分能在比例的基础上消除余差，它能对稳定后有累积误差的系统进行误差修整，减小稳态误差。微分具有超前作用，对于具有容量滞后的控制通道，引入微分参与控制，在微分项设置得当的情况下，对于提高系统的动态性能指标，有着显著效果，它可以使系统超调量减小，稳定性增加，动态误差减小。
1 a/ N; w8 Y; ~% J: x综上所述，P一比例控制 系统的响应快速性，快速作用于输出，好比"现在"(现在就起作用，快)，1一积分控制系统的准确性，消除过去的累积误差，好比"过去" (清除过去积怨，回到准确轨道) ，D一微分控制系统的稳定性，具有超前控制作用，好比"未来”(放眼未来，未雨绸缪，稳定才能发展)。 当然这个结论也不可一概而论，只是想让初学者更加快速的理解PID 的作用。

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