pid全称是什么 pid是什么

很多自动化从业者,都知道什么是PID控制,也百思特网可能经常在使用,但是对于其具体分析却不是很清晰,今天详细的给大家做一个讲解,希望对大家有帮助,说的不对之处还希望大家指正,共同学习 , 共同进步!
随着科技的迅速发展,控制理论也经历了从古典控制理论到现代控制理论,以及今天的智能控制理论三个阶段的发展,目前自动化领域各种各百思特网样的控制器 , 但是PID还是最基本也是应用最广泛的控制器 。
虽然PID控制器问世至今已有近70年历史,但是它结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便,这也是它还作为经典控制器被广泛使用的原因 。
所以足矣可见其重要性,在很多高校 , 工科都会开设自动控制理论这门课程,并且里面基本上都会讲到PID调节器,总之一句话,PID调节很重要 。
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首先对PID进行一个简单介绍,PID是:比例、积分、微分的英文简称,英文缩写为:PID(proportion、proportion、differentiation)
下面对于这三个调节器分别做一个分析:
一、比例调节器(proportion)我们都知道,比例调节器是控制系统的一个最基本的调节器,它也是最简单的一个调节器,有点简单粗暴的意味 。因为只要系统的输出与输入从在误差,该误差通过比例调节器以后 , 就会被放大 , 然后才能控制执行机构运动 , 进一步调节输出,经过反馈以后,使得输入输出误差进一步减小,所以比例调节器是最基本的调节器 。
因为比例调节器的输出与信号输入、输出信号反馈的误差成比例 , 所以在仅有比例调节器的系统中肯定是存在稳态误差(系统稳定以后系统输入与输出的信号差值)的 。就是说在系统稳定以后输入与输出也永远不相等 。
Kp是比例调节器的调节参数,一般增大Kp会使调节作用增强,但是太大会使系统超调 , 导致稳定性变差 。
二、积分调节器积分,顾名思义就是一个累加的过程,积分调节器的输出是与输入、输出反馈的误差的积分成正比关系,所以积分调节器的作用就是用来消除稳态误差,这也是为什么会在比例调节器中加入积分调节器的原因,因为比例调节器中肯定会存在稳态误差 , 而积分调节器恰好可以消除稳态误差 。
积分是一个随着时间不断增加的过程,也是就将系统输入输出误差进行累加 , 所以,即使是很小的稳态误差,只要经过的时间较长,也会被积分调节器累加,百思特网放大 。然后输出去控制执行机构调节输出,来减小稳态误差,直至为零 。
综上,我们使用简单的比例 积分(PI)调节器,即可以很好的实现一个稳定的系统没有稳态误差 。PI调节器也是一个比较常用的组合 。
三、微分调节器微分,顾名思义就是一个求导的意思,所以微分控制器的输出是与系统输入信号、系统输出信号的误差的变化率成正比关系 。
我们知道速度是位移的微分,我们在知道一个物体的速度的情况下,就可以预测出它在什么时间能够到达的位移 。
同样的道理,微分调节器也具有预测的功能 , 可以很好的预测误差的变化趋势,但是我们为什么要对误差的变化趋势进行预测呢?
因为在我们实际系统中,所有控制器、还是执行器、都不是理想元器件,很多器件都是有较大的惯性或者滞后组件组成的(可以理解为反应有点迟钝),这样的器件会抑制系统的输入输出误差的作用,这些元器件的输出变化总是落后于系统误差的变化 , 这样就会系统出现振荡甚至不稳定 。
所以微分调节的作用就是加快系统的响应速度,对偏差的变化做出响应,按偏差量的趋势进行调节,把系统偏差消灭在“萌芽”中 。使系统稳定性增强 。
所以比例 微分(PD)调节器,可以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 。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例 微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性 。
为什么会P、I、D调节器要一起使用?通过上面的分析,我们已经知道 , 比例(P)调节器是不建议单独使用的,一般会配合积分(I)调节器或者配合微分(D)调节器使用,才能够保证系统稳定、可靠 。但是在对于稳定性较高的系统中 , 我们会同时使用PID这三种调节器 , 因为他们可以发挥各自的优势,确保系统能够更加稳定与可靠 。
我们会在什么情况下使用PID调节器呢?我们会在对于被控对象的结构和参数不能够完全掌握,当然这个时候肯定是得不到系统的精确数学模型的,其实实际中,确实很多系统是无法得到精确的数学模型 , 这个时候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控制技术是好的,也是最方便的 。
PID参数调节方法PID的参数调节是一个控制系统的核心,主要由两种方法 。
一是理论计算整定法 。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数 。这种方法一般可行性较差,原因上面已经讲过了 , 实际系统的精确数学模型很难得到 。
二是工程整定方法,该方法主要依赖工程经验 , 直接在控制系统的试验中进行,这种方法简单、易于掌握,也是在工程实际中采用最广泛的一种方法 。工程整定方法主要有三种:临界比例法、反应曲线法和衰减法 。具体有时间展开说明 。
下面介绍一个PID参数整定的口诀参数整定找最佳,从小到大顺序查
先是比例后积分,最后再把微分加
曲线振荡很频繁,比例度盘要放ID
曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢,积分时间往下降
曲线波动周期长,积分时间再加长
曲线振荡频率快,先把微分降下来
动差大来波动慢 。微分时间应加长
理想曲线两个波,前高后低4比1
一看二调多分析,调节质量不会低
工业中常用的控制系统PID参数表对于温度系统:P(%)20--60,I(分)3--10 , D(分)0.5--3
对于流量系统:P(%)40--100 , I(分)0.1--1
对于压力系统:P(%)30--70,I(分)0.4--3
对于液位系统:P(%)20--80,I(分)1--5
End【pid全称是什么 pid是什么】

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