PID控制规律的作用.ppt

PID控制规律的 作用 组长：张幸福 组员：罗金 刘亚运 曹志远 胡治理 方琪 目 录 一、PID控制规律对系统的作用体现 二、被控变量、操纵变量的选择原则 三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用 一、PID控制规律对系统的作用体现 PID控制器由比例单元（P）、积分单元（ I）和微分单元（D）组成。 比例（P）调节作用： 是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例 调节立即产生调节作用用以减少偏差。 积分（ I ）调节作用： 是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积 分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出 一常值。 微分（D）调节作用： 微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能 预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏 差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以 改善系统的动态性能。 二、被控变量、操纵变量的选择原则 选择原则： 被控变量应能代表一定的工作操作指标或能反映工艺的操 作状态，一般都是工艺过程中比较重要的变量； 被控变量在工艺操作过程中常常要受到一些干扰影响而变 化，为维持被控变量的恒定，需要频繁的控制； 尽量采用直接指标作为被控变量； 被控变量应比较容易测量，并具有小的滞后和足够大的灵 敏度； 选择被控变量时，必须考虑工艺合理性和国内仪表产品现 状； 被控变量应是独立可控的。 三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用 控制器控制规律的选择原则： 在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可 以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必 不可少的。 首先，PID应用范围广。虽然很多工业过程是 非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本 线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就 可控制了。 其次，PID参数较易整定。也就是，PID参数 可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的 动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统 动态特性变化，PID参数就可以重新整定。 第三，PID控制器在实践中也不断的得到改进 三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用 控制规律对系统的作用： 比例积分（PI）控制 比例控制规律是基本控制规律中最基本 的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控 制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立 即产生控制作用。但是，不能最终消除余差 的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办 法是在比例控制的基础上加上积分控制作用 。 三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用 控制规律对系统的作用： 比例微分（PD）控制 比例积分控制对于时间滞后的被控对 象使用不够理想。所谓“时间滞后”指的是： 当被控对象受到扰动作用后，被控变量没有 立即发生变化，而是有一个时间上的延迟， 比如容量滞后，此时比例积分控制显得迟钝 、不及时。提前进行过量控制，“防患于未 然”。这就是具有“超前”控制作用的微分控 制规律。 三、控制器控制规律的选择原则及其对系统的作用 控制规律对系统的作用： 比例积分微分（PID）控制 最为理想的控制当属比例-积分-微分控制规律 。它集三者之长：既有比例作用的及时迅速，又 有积分作用的消除余差能力，还有微分作用的超 前控制功能。 当偏差阶跃出现时，微分立即大幅度动作， 抑制偏差的这种跃变；比例也同时起消除偏差的 作用，使偏差幅度减小，由于比例作用是持久和 起主要作用的控制规律，因此可使系