PID算法

PID算法

數學術語
在過程控制中,按偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)進行控制的PID控制器(亦稱PID調節器)是應用最為廣泛的一種自動控制器。[1]它具有原理簡單,易于實現,适用面廣,控制參數相互獨立,參數的選定比較簡單等優點;而且在理論上可以證明,對于過程控制的典型對象──“一階滞後+純滞後”與“二階滞後+純滞後”的控制對象,PID控制器是一種最優控制。PID調節規律是連續系統動态品質校正的一種有效方法,它的參數整定方式簡便,結構改變靈活(PI、PD、…)。
    中文名:PID算法 外文名: 定義:結合比例、積分和微分三種環節于一體的控制算法

基本簡介

PID即:Proportional(比例)、Integral(積分)、Differential(微分)的縮寫。顧名思義,PID控制算法是結合比例、積分和微分三種環節于一體的控制算法,它是連續系統中技術最為成熟、應用最為廣泛的一種控制算法,該控制算法出現于20世紀30至40年代,适用于對被控對象模型了解不清楚的場合。實際運行的經驗和理論的分析都表明,運用這種控制規律對許多工業過程進行控制時,都能得到比較滿意的效果。PID控制的實質就是根據輸入的偏差值,按照比例、積分、微分的函數關系進行運算,運算結果用以控制輸出。

PID參數調節

在整定PID控制器參數時,可以根據控制器的參數與系統動态性能和穩态性能之間的定性關系,用實驗的方法來調節控制器的參數。有經驗的調試人員一般可以較快地得到較為滿意的調試結果。在調試中最重要的問題是在系統性能不能令人滿意時,知道應該調節哪一個參數,該參數應該增大還是減小。 

為了減少需要整定的參數,首先可以采用PI控制器。為了保證系統的安全,在調試開始時應設置比較保守的參數,例如比例系數不要太大,積分時間不要太小,以避免出現系統不穩定或超調量過大的異常情況。給出一個階躍給定信号,根據被控量的輸出波形可以獲得系統性能的信息,例如超調量和調節時間。應根據PID參數與系統性能的關系,反複調節PID的參數。 

如果階躍響應的超調量太大,經過多次振蕩才能穩定或者根本不穩定,應減小比例系數、增大積分時間。如果階躍響應沒有超調量,但是被控量上升過于緩慢,過渡過程時間太長,應按相反的方向調整參數。如果消除誤差的速度較慢,可以适當減小積分時間,增強積分作用。 

反複調節比例系數和積分時間,如果超調量仍然較大,可以加入微分控制,微分時間從0逐漸增大,反複調節控制器的比例、積分和微分部分的參數。 

總之,PID參數的調試是一個綜合的、各參數互相影響的過程,實際調試過程中的多次嘗試是非常重要的,也是必須的。常用的控制方式:P,PI,PD,PID控制算法。 

相關詞條

相關搜索

其它詞條