最基本的控制方法最基本的控制方法————PIDPID控制控制反馈控制系统的常见结构反馈控制系统的常见结构给定输入误差控制量输出控制器执行机构受控对象－反馈信号检测装置与人作对比：与人作对比：检测装置检测装置人的感觉器官；人的感觉器官；控制器控制器人的大人的大脑脑；；执行机构执行机构人的四肢。人的四肢。决定系统性能的最关键部分：控制器决定系统性能的最关键部分：控制器最简单的控制方式：开关控制最简单的控制方式：开关控制最常用最常用控制方式：控制方式：PIDPID控制控制什么是什么是PIDPID控制控制??PIDPID::PProportionalroportional--IIntegrelntegrel--DDerivativeerivative（（比例比例--积分积分--微微分分））PIDPID控制的原理及结构简单，使用方便；控制的原理及结构简单，使用方便；PIDPID控制的历史悠久，产生于控制的历史悠久，产生于2020世纪初，先后世纪初，先后有机械式、液动式、气动式、电子式等；有机械式、液动式、气动式、电子式等；PIDPID控制的适应面广，生命力强，至今仍为工控制的适应面广，生命力强，至今仍为工程应用的主流（＞程应用的主流（＞8080％）。％）。PIDPID控制的结构控制的结构比例作用误差e控制量u积分作用微分作用de()tut()()()KetKetdtKPIDdt11U()(sPKTs)DE()s(G)sP(K1TD)sTIsTIs比例、积分、微分作用可根据需要进行不同组合，如P控制、PI控制、PD控制、PID控制。例：水温调节系统例：水温调节系统调节阀热水温热水冷水控制输入：进水口的热水流量与冷水流量之比控制输入：进水口的热水流量与冷水流量之比受控变量：出水口的水温受控变量：出水口的水温控制目标：保持出水温度基本恒定控制目标：保持出水温度基本恒定各种扰动：进水口水温和水压的波动、环境温度各种扰动：进水口水温和水压的波动、环境温度变化、用户的用水量变化变化、用户的用水量变化等等水温反馈控制系统水温反馈控制系统控制装置期望调水温节热水阀水温检测温热水冷水总的控制思路：若水温偏低，则增大控制输总的控制思路：若水温偏低，则增大控制输入，即增大热入，即增大热//冷水流量的比值；反之，若水温偏冷水流量的比值；反之，若水温偏高，则减小控制输入。高，则减小控制输入。水温调节的比例控制作用水温调节的比例控制作用比例控制调期望节水温热水阀水温检测温热水冷水若水温偏低，则水温低得越多，就使控制输若水温偏低，则水温低得越多，就使控制输入增大得越多；反之，若水温偏高，则水温高入增大得越多；反之，若水温偏高，则水温高得越多，就使控制输入减小得越多。得越多，就使控制输入减小得越多。即控制量的大小大致与偏差成比例。即控制量的大小大致与偏差成比例。比例控制的特点比例控制的结构最简单，比例控制的结构最简单，只有一个比例系数，只有一个比例系数，可以使输出在有扰动的情况下基本恒定。可以使输出在有扰动的情况下基本恒定。比例系数的设置应适当，过小会调节作用太比例系数的设置应适当，过小会调节作用太弱，系统变化过于缓慢，弱，系统变化过于缓慢，并产生较大误差；过并产生较大误差；过大就会调节过头，偏差的大就会调节过头，偏差的一点点变化会对应产一点点变化会对应产生很大的控制作用，容易生很大的控制作用，容易引起系统输出上下波引起系统输出上下波动，即发生振荡。动，即发生振荡。比例系数的确定是在响应比例系数的确定是在响应的快速性与平稳性之的快速性与平稳性之间进行折衷。间进行折衷。比例调节基于偏差，不可能完全消除偏差。比例调节基于偏差，不可能完全消除偏差。水温调节的积分控制作用水温调节的积分控制作用控制装置调期望节水温热水阀水温检测温热水冷水若水温低于期望值，则将输入增大一些，如果若水温低于期望值，则将输入增大一些，如果还没有达到，就再增大一些，这样一点一点地调还没有达到，就再增大一些，这样一点一点地调节，直到水温合适为止；控制输入包含对偏差的积节，直到水温合适为止；控制输入包含对偏差的积分，即偏差在时间上的累积，可以最终消除偏差。分，即偏差在时间上的累积，可以最终消除偏差。积分控制的特点只要偏差不为零，偏差就不断累积，从而使控制只要偏差不为零，偏差就不断累积，从而使控制量不断增大或减小，直到偏差为零为止。量不断增大或减小，直到偏差为零为止。积分作用一般和比例作用配合组成积分作用一般和比例作用配合组成P