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PID控制——比例控制、积分控制、微分控制

日期:2019-10-20 11:00
浏览次数:2842
摘要:
比例控制
比例控制(P)是一种*简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。根据设备有所不同,比例带一般为2~10%(温度控制)。但是,仅仅是P控制的话,会产生下面将提到的offset (稳态误差),所以一般加上积分控制(I),以消除稳态误差。

比例带与比例控制(P)输出的关系如图所示。用MVp运算式的设定举例:

PB(比例带)%
 
MVp(操作输出)
1
=>
100/1×误差 = 100×误差
50
=>
100/50×误差 = 2×误差
100
=>
100/100×误差 = 1×误差
200
=>
100/200×误差 = 0.5×误差


比例带与输出的关系

比例带与输出的关系


稳态误差(Off set)

比例控制中,经过一定时间后误差稳定在一定值时,此时的误差叫做稳态误差(offset)。仅用比例控制的时候,根据负载的变动及设备的固有特性不同,会出现不同的稳态误差。负载特性与控制特性曲线的交点和设定值不一致是产生稳态误差的原因。比例带小时不会产生。为消除稳态误差,我们设定手动复位值--manualreset值(MR),以消除控制误差。

比例运作产生的off set

比例控制产生的off set


手动复位(Manual reset)

MR: manual reset值
MR: manualreset值

如前所述,仅用比例控制不能消除稳态误差。为此,将MR(manualreset值)设为可变,则可自由整定(即调整)调节器的输出。只要手动操作输出相当于offset的量,就能与目标值一致。这就叫做手动复位(manualreset),通常比例调节器上配有此功能。在实际的自动控制中,每次发生offset时以手动进行reset的话,这样并不实用。在后面将叙述的积分控制功能,能自动消除稳态误差。

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