在pid調節系統中,怎樣增強微分作用

時間 2021-08-11 18:04:22

1樓:哎喲帶你看娛樂

使抑制誤差的作用的變化“超前”。

由於存在有較大慣性元件(環節)或有滯後(delay)元件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落後於誤差的變化。使抑制誤差的作用的變化“超前”,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就是零。

需要增加的是“微分項”,它能**誤差變化的趨勢,這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等於零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調。對有較大慣性或滯後的被控物件,比例+微分(pd)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。

2樓:匿名使用者

在pid調節中,比例作用是依據偏差的大小來動作的,在調節閥系統中起著穩定被調引數的作用;積分作用是依據偏差是否存在來動作的,在系統中起著消除餘差的作用;微分作用是依據偏差變化速度來動作的,在系統中起著超前調節的作用。

1)比例調節規律的作用

偏差一出現就能及時調節,但調節作用同偏差量是成比例的,調節終了會產生靜態偏差(簡稱靜差)。kp增大有利於減小靜差,但kp增加太大,將導致系統超調增加,穩定性變壞,甚至使系統產生振盪。

2)積分調節規律的作用

只要有偏差,就有調節作用,直到偏差為零,因此它能消除偏差。但積分作用過強,又會使調節作用過強,引起被調引數超調,甚至產生振盪。

3)微分調節規律的作用

根據偏差的變化速度進行調節,因此能提前給出較大的調節作用,大大減小了系統的動態偏差量及調節過程時間。但微分作用過強,又會使調節作用過強,引起系統超調和振盪。(另一種表達方式:

微分系數的作用是加快系統的響應,對偏差量的變化做出響應,按偏差量趨向進行控制,把偏差消滅在萌芽狀態之中,使超調小,穩定性增加,但對擾動的抑制能力減弱。)

這三種調節規律的調整原則是:就每一種調節規律而言,在滿足生產要求的情況下,比例作用應強一些,積分作用應強一些,微分作用也應強一些。當同時採用這三種調節規律時,三種調節作用都應適當減弱,且微分時間一般取積分時間的1/4~1/3。

比例環節,積分環節,微分環節在系統中各有什麼作用

3樓:我的穹妹

(一)比例調節(p)

比例調節(p)是連續調節的一種,是最基本的調節規律。

(1)比例調節規律

比例調節規律就是指調節器輸出p與其輸入偏差e之間的關係是比例關係.

(2)比例調節的特點

ⅰ.調節動作迅速,無滯後現象。

ⅱ.調節作用結束後,會留有一定的餘差,這是比例調節的一個缺點。

ⅲ.kc的取值大小必須合適,否則會使系統產生振盪現象或者使餘差增大。

(3)比例調節適用的場合

1.適用於允許有一定偏差、調節質量要求不高的場合。

2.適用於無滯後的場合,即適用於要求調節動作快的場合。

(二)比例積分調節(pi)

(1)比例積分調節規律:

比例積分調節規律是指調節器的輸出p與輸入偏差e之間呈現比例和積分雙重關係。

(2)比例積分調節的特點:

當輸入偏差e階躍時,比例環節及時作用,抑制住擾動的影響――――粗調,隨後積分調節作用逐漸累積、增強,逐步消除餘差――――細調。

(3)比例積分調節適用的場合:

主要用於控制精度要求高,不允許有餘差的場合。

(三)比例微分調節(pd)

(1)比例微分調節規律:

比例微分調節規律就是指調節器的輸出訊號與偏差訊號呈現比例和微分兩種關係。

(2)比例微分調節的特點:

當輸入偏差e作階躍變化時,輸出一開始就躍變到比例作用的kd倍,然後逐漸下降到比例作用。由於有超前作用,因而可以得到提前控制的效果,對於常見的容量滯後現象有克服作用。

(3)比例微分調節適用的場合:

1.適用於容量滯後較大的場合。

2.從實際使用情況看,單純的比例微分調節使用較少,而大多數是比例、積分、微分三者結合使用,即pid調節。

(四)比例積分微分調節(pid)

(1)比例積分微分調節規律:

比例積分微分調節規律就是指調節器的輸出值與輸入之間的關係呈現比例、積分、微分三種關係,所以比例積分微分調節用pid表示。

(2)比例積分微分調節的特點:

在pid調節中,比例環節是基礎,起基本的調節作用,擬製住干擾的擴大,積分環節起消除餘差的作用,以提高調節質量,微分調節有超前作用,可以用來克服容量

滯後的現象,得到較好的過渡過程品質指標。因此,三者的配合使用可以得到較完善的調節器功能,使自動控制系統的工作更加穩定可靠。

(3)比例積分微分適用的場合:

1.控制質量要求較高的場合。

2.被控引數有滯後現象,特別是容量滯後的現象比較大的場合。

4樓:陶陶

作用:其輸出不失真、不延遲、成比例的復現輸入訊號的變化,即訊號的傳遞沒有慣性。

制系統的一類典型環節,積分環節的傳遞函式。其中,為拉普拉斯變換中的運算元變數,k為一比例常數。

微分作用反映其輸人訊號的變化速率.,因此,將微分環節引人控制系統中,可使系統的輸出及早得到修正。

比例環節:不同的自動控制系統,其物理結構不同,但從系統的數學模型來看,一般可將自動控制系統看作由若干個典型環節(比例環節、慣性環節、積分環節、微分環節、振盪環節以及時滯環節等)組成,研究和掌握這些典型的特性有助於對系統效能的研究。對比例環節的微分方程進行拉普拉斯變換,得:

c(s)=kr(s)

積分環節:積分環節的輸出量與輸入量的時間積分值成比例,積分環節在消除控制系統中的靜態誤差方面極為有效,常使用在距離、轉角等物理量的精確無靜差跟蹤上。

微分環節:微分環節是控制系統的一類典型環節,微分環節的輸出量與輸人量對時間變數的導數值成比例。最簡單的微分環節可由訊號經電容器隔離後的輸出來表徵。

工程應用中,則由在寬頻帶放大器電路中連結電阻、電容反饋支路後組成。微分環節對於輸人中的高頻干擾十分敏感,常導致訊號被幹擾所掩沒。

pid調節器各部分的作用分別是什麼?

5樓:demon陌

pid是比例,積分,微分的縮寫.

1 比例調節作用:

是按比例反應系統的偏差,系統一旦出現了偏差,比例調節立即產生調節作用用以減少偏差。比例作用大,可以加快調節,減少誤差,但是過大的比例,使系統的穩定性下降,甚至造成系統的不穩定。

2 積分調節作用:

是使系統消除穩態誤差,提高無差度。因為有誤差,積分調節就進行,直至無差,積分調節停止,積分調節輸出一常值。積分作用的強弱取決與積分時間常數ti,ti越小,積分作用就越強。

反之ti大則積分作用弱,加入積分調節可使系統穩定性下降,動態響應變慢。積分作用常與另兩種調節規律結合,組成pi調節器或pid調節器。

3 微分調節作用:

微分作用反映系統偏差訊號的變化率,具有預見性,能預見偏差變化的趨勢,因此能產生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節作用消除。因此,可以改善系統的動態效能。在微分時間選擇合適情況下,可以減少超調,減少調節時間。

微分作用對噪聲干擾有放大作用,因此過強的加微分調節,對系統抗干擾不利。此外,微分反應的是變化率,而當輸入沒有變化時,微分作用輸出為零。微分作用不能單獨使用,需要與另外兩種調節規律相結合,組成pd或pid控制器。

擴充套件資料:

pid控制器的引數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定pid控制器的比例係數、積分時間和微分時間的大小。pid控制器引數整定的方法很多,概括起來有兩大類:

一是理論計算整定法。

它主要是依據系統的數學模型,經過理論計算確定控制器引數。這種方法所得到的計算資料未必可以直接用,還必須通過工程實際進行調整和修改。

二是工程整定方法。

它主要依賴工程經驗,直接在控制系統的試驗中進行,且方法簡單、易於掌握,在工程實際中被廣泛採用。pid控制器引數的工程整定方法,主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。

三種方法各有其特點。

其共同點都是通過試驗,然後按照工程經驗公式對控制器引數進行整定。

但無論採用哪一種方法所得到的控制器引數,都需要在實際執行中進行最後調整與完善。現在一般採用的是臨界比例法。利用該方法進行。

自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性元件(環節)或有滯後(delay)元件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落後於誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應該是零。

這就是說,在控制器中僅引入 “比例”項往往是不夠的,比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項”,它能**誤差變化的趨勢。

這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等於零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯後的被控物件,比例+微分(pd)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。

不同的控制系統,其感測器、變送器、執行機構是不一樣的。比如壓力控制系統要採用壓力感測器。電加熱控制系統的感測器是溫度感測器。

pid控制及其控制器或智慧pid控制器(儀表)已經很多,產品已在工程實際中得到了廣泛的應用,有各種各樣的pid控制器產品,各大公司均開發了具有pid引數自整定功能的智慧調節器(intelligent regulator),其中pid控制器引數的自動調整是通過智慧化調整或自校正、自適應演算法來實現。

有利用pid控制實現的壓力、溫度、流量、液位控制器,能實現pid控制功能的可程式設計控制器(plc),還有可實現pid控制的pc系統等等。

可程式設計控制器(plc)是利用其閉環控制模組來實現pid控制,而可程式設計控制器(plc)可以直接與controlnet相連,如rockwell的 plc-5等。還有可以實現pid控制功能的控制器,如rockwell 的logix產品系列,它可以直接與controlnet相連,利用網路來實現其遠端控制功能。

6樓:不是苦瓜是什麼

pid調節器各部分的作用分別是比例(p)、積分(i)、微分(d)控制演算法。

比例,反應系統的基本(當前)偏差,係數大,可以加快調節,減小誤差,但過大的比例使系統穩定性下降,甚至造成系統不穩定;

積分,反應系統的累計偏差 ,使系統消除穩態誤差,提高無差度,因為有誤差,積分調節就進行,直至無誤差;

微分,反映系統偏差訊號的變化率,具有預見性,能預見偏差變化的趨勢,產生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節作用消除,因此可以改善系統的動態效能。但是微分對噪聲干擾有放大作用,加強微分對系統抗干擾不利。

pid控制器(比例-積分-微分控制器),由比例單元(p)、積分單元(i)和微分單元(d)組成。透過kp,ki和kd三個引數的設定。pid控制器主要適用於基本上線性,且動態特性不隨時間變化的系統。

pid 控制器是一個在工業控制應用中常見的反饋迴路部件。這個控制器把收集到的資料和一個參考值進行比較,然後把這個差別用於計算新的輸入值,這個新的輸入值的目的是可以讓系統的資料達到或者保持在參考值。

kp,ki,kd,在pid調節器中的作用

kp,ki,kd,在pid調節器中的作用如下 1 kp是比例調節係數,在pid調節器中起到加快系統的響應速度,提高系統的調節精度,快速調節誤差的作用。2 ki是積分調節係數,在pid調節器中起到消除殘差,調節穩態時間的作用。3 kd是微分調節係數,在pid調節器中起到改善系統的動態效能,誤差趨勢,提...

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