有關pid控制的小知識,在plc編程中設計一個控制模型,控制一個人以pid控制的方式走110步,然后停下來,主要有三種控制方法,讓我們一起來學習下。
pid控制的方式
共有三種方式,一是p比例控制,二是pi積分控制,三是pd微分控制。
1、p比例控制
讓他走110步,他按照一定的步伐走到一百零幾步(如108步)或100多步(如112步)就停了。
說明:p比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差(steady-state error)。
2、pi積分控制
他按照一定的步伐走到112步然后回頭接著走,走到108步位置時,然后又回頭向110步位置走。在110步位置處來回晃幾次,最后停在110步的位置。
說明:在積分i控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統,如果在進入穩態后存在穩態誤差,則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統(system with steady-state error)。
為了消除穩態誤差,在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小,直到等于零。
因此,比例+積分(pi)控制器,可以使系統在進入穩態后無穩態誤差。
3、pd微分控制
他按照一定的步伐走到一百零幾步后,再慢慢地向110步的位置靠近,如果最后能精確停在110步的位置,就是無靜差控制;如果停在110步附近(如109步或111步位置),就是有靜差控制。
說明:在微分控制d中,控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關系。自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振蕩甚至失穩,其原因是由于存在有較大慣性組件(環節)或有滯后(delay)組件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落后于誤差的變化。
解決辦法:
使抑制誤差作用的變化“超前”,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應該是零。這就是說,在控制器中僅引入“比例p”項往往是不夠的,比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項”,它能預測誤差變化的趨勢。
這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調。
因此,對有較大慣性或滯后的被控對象,比例p+微分d(pd)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。
以上就是pid控制的小知識,希望對大家有所幫助。