电工之家_电工基础知识学习网站
当前位置:电工之家 > 电气自动化 > 正文

PID控制原理及控制框图说明

时间:2019-05-20 20:36 来源:电工之家

PID是一种控制算法,它的中文名称是比例积分微分控制。
这种控制的基本思路是根据偏差的大小运用比例、积分、微分计算出一个控制量,将这个控制量输入被控制的系统,系统接收到该输入量后会输出一个相应的输出量,PID控制器再检测该输出量,并再计算偏差,然后再循环以上过程,以下就是控制框图。这里P,I,D并不是都要加上去的,有时只用P或者只用PI。
PID控制原理及控制框图说明
上面的描述对初学者可能比较不好理解,下面用一个例子在结合上面的控制框图做一下说明,可能会对理解有帮助。
这个例子的场景是: 你在用煤气灶烧一壶水,但是让人蛋疼的不是让你把水烧开,而是要你把水加热到50度,并一直保持在50度。这个场景中给你配了温度计,你能看到水温是多少度。你可以控制的只有煤气灶的阀门开度,从而控制火的大小,并且每隔一定的时间——如一分钟——调一次阀门开度。
结合上面的控制框图,把水温控制在50度,即框图中的设定值Set point value就是50度;通过温度计测到的水温就是被控系统的输出,即图中的y(t);Set point value-y(t)就是偏差e(t);你的大脑现在就是PID控制器;你调节的煤气灶阀门开度就是被控系统的输入量,即u(t);调节阀门开度的间隔为控制器的采样时间;
比例控制作用
刚开始是你发现水温接近0度,这时我想你会把阀门开到最大,以便快速的升温,当水温慢慢接近50度,阀门的开度也响应的慢慢关小,当水温达到50度或以上时就把火关了。当火关了后水温可能就很快又降下来,然后你又打开煤气灶,如此反复操作,水温在50度上下波动。如果操作的间隔过大,温度的波动就哎,好累啊,这就是比例控制的作用。
微分控制作用
上面的控制法中,你发现虽然水温可以控制在50度附近,但是温度在50度上下波动。为了不让温度超过50度太多,即不要超调太多,你可能会考虑关注水温的上升斜率,如果升温上升的太快,你可能会相应的调小阀门开度,让火稍小一点,这样处理的结果可能是水温超过50度不是很多,但相应的水温上升时间变长了。这个就是微分控制的作用。
积分控制作用
有时有通过以上两种控制后可能会出现水温已经稳定了,但精度不是很高,比如稳定在49度或者52度。积分控制的作用是提高控制,积分控制的输出与偏差的累积和有关,当水温稳定为50后偏差为零时,积分控制的输出是一个常数,而比例控制和微分控制的输出为零。

上一篇:注塑机电热失控升高温度是怎么回事
下一篇:没有了
看过《PID控制原理及控制框图说明》的人还看了以下文章
温控表Pid参数有通俗的理解方法吗 温控表Pid参数有通俗的理解方法吗
说的是一个温度控制系统,也是滞后效应系统。温度控制系统在受到外界干扰作用后,被控变量温度会从起初的状态变化到一个新的状态。因此,就出现新的过渡曲线。 在新的过渡曲线中,最为理想的过渡曲线是衰减振荡曲线。从这过渡曲线中可以看出三个方面的性能,...
用电接点压力表来控制油泵的自动控制原理图 用电接点压力表来控制油泵的自动控制原理图
有两个继电器、一个接触器、一块电接点压力表,来实现油泵的自动控制。因此,根据分析得知,正确的控制压力是保证油泵在生产过程良好运行,达到低消耗和安全生产的重要环节。 这里的压力检测仪表是电接点压力表,其不仅具备就地指示功能,还能发出压力越限信...
PID算法使用方法 PID算法使用方法
例如,我控制马达的速度。 在程序中,通过改变V的值来改变速度,由PID计算的值是U,这个U是如何工作的?它是在V上完成的,还是你说你替换了V?对于一个实际的例子,有一个PID控制的水箱水位。顶部有一个水龙头,底部有一个 出水口。这个水位是V输入,它是通...
串级控制回路PID参数如何整定 串级控制回路PID参数如何整定
第一个:串级控制系统PID参数的一步整定方法。 步骤如下: A.首先,根据子回路参数的类型,根据经验方法选择子调节器的比例。根据经验值设置子调节器,再根据简单调节器系统(单回路调节器系统)的单回路调节器参数法设置主要调节器参数。观察调节系统的调节过...
PID控制可以应用在比例电磁阀上吗 PID控制可以应用在比例电磁阀上吗
比例电磁阀是基于电磁开关阀的原理:断电时,弹簧直接按压阀座上的铁芯,关闭阀门。当线圈通电时,产生的电磁力克服弹簧力而提起铁心,从而打开阀门。比例电磁。该阀对电磁开关阀的结构做了一些改动:在任意线圈电流下,弹簧力和电磁力之间存在平衡。线圈电...