PID概念.doc
上传人:sy****28 上传时间:2024-09-13 格式:DOC 页数:2 大小:22KB 金币:14 举报 版权申诉
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自动增益控制电路就是在放大器输出端接一支电阻,通过这只电阻将输出信号的一部分(电流或电压)反向送回到前级,这只电阻叫反馈电阻,这样形成的负反馈(电流或电压)就可以达到自动制动控制放大器增益的目的。举个例子:收音机收听当地电台由于信号很强,声音就很大;反之声音就很小,换电台后就得重新调整音量,加入自动增益控制电路后,强信号反馈量也强;由于是负反馈,所以就可以把音量拉下来,弱信号反馈量就很小,所以衰减也很小,这样就可以把所有电台的音量控制在一定的范围内,这就实现了“自动增益控制”。信噪比是信号电压与噪声电压之比,这个数字越大,表示控制噪音的能力越强。所谓PID指的是Proportion-Integral-Differential。翻译成中文是比例-积分-微分。形象点:比例跟偏差成正比,决定响应速度;积分的作用是使系统稳定后没有静差(如:你要得到输出是10,积分就能使最后结果是10,静差为0也即没有静差);微分的作用使输出快速的跟定输入,也就是说你输入偏差变大,我“立刻”变化是你变小,抑制你。在控制领域,PID是一种经典的调节方法。在实际的过程控制与运动控制系统中,PID家族占有相当的地位,据统计,工业控制的控制器中PID类控制器占有90%以上(KJÅströmandT.Hägglund.PIDControllers:Theory,DesignandTuning.InstrumentSocietyofAmerica,1995)。PID控制器是最早出现的控制器类型,因为其结构简单,各个控制器参数有着明显的物理意义,调整方便,所以这类控制器很受工程技术人员的喜爱。PID是英文单词比例(Proportion),积分(Integral),微分(Differentialcoefficient)的缩写。PID调节实际上是由比例、积分、微分三种调节方式组成,它们各自的作用如下:比例调节作用: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。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。积分调节作用: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。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。微分调节作用: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。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分:测量、比较和执行。测量关心的变量,与期望值相比较,用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是,做出正确的测量和比较后,如何才能更好地纠正系统。PID(比例-积分-微分)控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史,现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂,使用中不需精确的系统模型等先决条件,因而成为应用最为广泛的控制器。PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。其输入e(t)与输出u(t)的关系为u(t)=kp(e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt)式中积分的上下限分别是0和t因此它的传递函数为:G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)其中kp为比例系数;TI为积分时间常数;TD为微分时间常数。分为开环控制系统和闭环控制系统。举例说明,恒压供水,在出水管道上安装检测元件,比如压力变送器,将压力信号转化为4~20mA电流信号输入变频器,在变频器设置好给定值,也就是你设定的压力,然后,变频器就根据给定值和反馈的电流值来调节输出的频率,调节电机转速,从而调节水压,使其在给定水压恒定输出。