PID控制算法的简介

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1、工业自动化术语程控制和数学物理方而PID(比例积分微分)英文全称为ProportionIntegrationDifferentiation,它是一个数学物理术语。目前工业口动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和帮能控制理论三个阶段。濟能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输

2、入接口送到控制器。不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用斥力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多，产品己在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数口整定功能的智能调节器(intelligentregulator),K中PID控制器参数的口动调整是通过智能化调整或口校正、口适应算法來实现。有利用P1D控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实

3、现PID控制的PC系统等等。可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC河以真接与ControlNet相连，如RockweH的PLC・5等。还有可以实现PID控制功能的控制器，如Rockwell的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet相连，利川网络来实现其远程控制功能。1、开环控制系统开环控制系统(open-loopcontrolsystem)是指被控对象的输｛11(被控制m)对控制器(controller)的输出没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送冋來以形成任何闭环冋路。2、闭环

4、控制系统闭环控制系统(closed-loopcontrolsystem)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送冋來影响控制器的输出，形成-•个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈(NegativeFeedback),若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。闭环控制系统的例子很多。比如人就是一个具有负反馈的闭环控制系统，眼睛便是传感器，充当反馈，人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。如杲没有眼睛，就没有了反馈冋路，也就成了一个开坏控制系统。另例

5、，当一台其止的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净，并在洗净Z后能自动切断电源，它就是一个闭环控制系统。3、阶跃响应阶跃响应是指将一个阶跃输入(stepfunction)加到系统上时，系统的输出。稳态误差是指系统的响应进入稳态后，系统的期望输出与实际输出Z差。控制系统的性能可以用稳、准、快三个字来描述。稳是指系统的稳定性(stability),一个系统要能止常工作，首先必须是稳定的，从阶跃响应上看应该是收敛的；准是指控制系统的准确性、控制精度，通常用稳态误差來(Steady-stateerror)描述，它衣示系统输出稳态值与期望值之差；快是

6、指控制系统响应的快速性，通常川上升时间来定量描述。4、PID控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制,又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作町靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型吋，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测暈手段来获得系统参数时，最适合

7、川PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。比例（P）控制比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入谋差信号成比例关系。当仅有比例控制吋系统输出存在稳态谋差（Steady.stateerror）«积分（I）控制在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个口动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（SystemwithSteady-stateError）o为了消除稳态误差，在控制器中

8、必须引入“积分项"。积分项对谋差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差