pid控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件,由比例单元p、积分单元i和微分单元d组成。

1.PID控制器工作原理

它是根据pid控制原理对整个控制系统进行偏差调节,从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致,适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。

PID控制器工作原理

2.PID控制器优缺点

PID控制器成为应用最广泛的控制器,它具有以下优点
1、PID算法蕴涵了动态控制过程中过去、现在、将来的主要信息,而且其配置几乎最优。其中,比例(P)代表了当前的信息,起纠正偏差的作用,使过程反应迅速。微分(D)在信号变化时有超前控制作用,代表将来的信息。在过程开始时强迫过程进行,过程结束时减小超调,克服振荡,提高系统的稳定性,加快系统的过渡过程。积分(I)代表了过去积累的信息,它能消除静差,改善系统的静态特性。此3种作用配合得当,可使动态过程快速、平稳、准确,得到良好的效果。
2、PID控制适应性好,有较强的鲁棒性,对各种工业场合,都可在不同的程度上应用。特别适于“一阶惯性环节+纯滞后”和“二阶惯性环节+纯滞后”的过程控制对象。
3、PID算法简单明了,各个控制参数相对较为独立,参数的选定较为简单,形成了完整的设计和参数调整方法,很容易为工程技术人员所掌握。
4、PID控制根据不同的要求,针对自身的缺陷进行了不少改进,形成了一系列改进的PID算法。例如,为了克服微分带来的高频干扰的滤波PID控制;为克服大偏差时出现饱和超调的PID积分分离控制;为补偿控制对象非线性因素的可变增益PID控制等。这些改进算法在一些应用场合取得了很好的效果。同时当今智能控制理论的发展,又形成了许多智能PID控制方法。
pid控制器的缺点:
1、产生误差的方式不太合理控制目标v在过程中可以“跳变”,但是被控对象输出Y的变化都有惯性,不可能跳变,要求让缓变的变量y来跟踪能够跳变的变量v,初始误差很大,易引起超调,很不合理。
2、误差的微分信号的产生没有太好的办法由于微分器物理不可实现,只能近似实现,常用的近似微分器的形式为
3、误差积分反馈的引入有很多负作用在PID控制中,误差积分反馈的作用是消除静差,提高系统响应的准确性,但同时误差积分反馈的引入,使闭环变得迟钝,容易产生振荡,易产生由积分饱和引起的控制量饱和。
4、线性组合不一定是最好的组合方式PID控制器给出的控制量是误差的现在、过去、将来三者的线性组合。大量工程实践表明,线性组合不一定是最好的组合方式,能否在非线性领域找到更合适的组合方式是值得探索的。

PID控制器优缺点

3.PID控制器的作用

1、比例作用;
2、积分作用;
3、微分作用。

PID控制器的作用