PID控制原理

2022-10-08 14:16:57 浏览:264

简介

比例积分微分控制(proportional-integral-derivative control),简称PID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,仍有90%左右的控制回路具有PID结构。

简单的说,根据给定值和实际输出值构成控制偏差,将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制。常规PID控制器作为一种线性控制器。

原理

PID控制原理框图如图1所示。

图1 PID控制原理框图

设系统输入,系统输出,则系统误差:

(1)

PID控制器输出:

(2)

 

各项作用:其中分别为比例、积分、微分系数,对应的项称为比例项,积分项和微分项。比例项对误差做出瞬时响应,增大比例项可以加快调节速度,减小响应时间,但同时会降低系统稳定性,甚至导致震荡发散。积分项具有滞后效应,增大积分项可以使系统更快消除稳态误差,但同时会导致超调并降低系统稳定性。微分项具有超前效应,增大微分项可以减小系统的超调,但是会放大噪声甚至高频震荡。只有找到合适的PID参数才能兼顾系统响应的精度和快速性。

参考文献

[1] 侯忠生,许建新.数据驱动控制理论及方法的回顾和展望[J].自动化学报,2009,35(6):650-667

基础光学

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