什么是比例、积分、微分控制
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发布时间：2022-05-02 00:13
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时间：2022-06-25 10:54
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误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state
error）。
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。对一个自动控制系统，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（System
with
Steady-state
Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。
但积分项对误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进一步减小，直到等于零。因此，为了使系统在进入稳态后无稳态误差，通常采用比例+积分(PI)控制器，
微分（D）控制
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
热心网友
时间：2022-06-25 10:54
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
热心网友
时间：2022-06-25 10:55
比例调节(P)是连续调节的一种，是最基本的调节规律。
（1）比例调节规律
比例调节规律就是指调节器输出P与其输入偏差e之间的关系是比例关系．
（2）比例调节的特点
ⅰ．调节动作迅速，无滞后现象。
ⅱ．调节作用结束后，会留有一定的余差，这是比例调节的一个缺点。
ⅲ．Kc的取值大小必须合适，否则会使系统产生振荡现象或者使余差增大。
（3）比例调节适用的场合
1．适用于允许有一定偏差、调节质量要求不高的场合。
2．适用于无滞后的场合，即适用于要求调节动作快的场合。
（二）比例积分调节（PI）
（1）比例积分调节规律：
比例积分调节规律是指调节器的输出p与输入偏差e之间呈现比例和积分双重关系。
（2）比例积分调节的特点：
当输入偏差e阶跃时，比例环节及时作用，抑制住扰动的影响――――粗调，随后积分调节作用逐渐累积、增强，逐步消除余差――――细调。
（3）比例积分调节适用的场合：
主要用于控制精度要求高，不允许有余差的场合。
（三）比例微分调节（PD）
（1）比例微分调节规律：
比例微分调节规律就是指调节器的输出信号与偏差信号呈现比例和微分两种关系。
（2）比例微分调节的特点：
当输入偏差e作阶跃变化时，输出一开始就跃变到比例作用的KD倍，然后逐渐下降到比例作用。由于有超前作用，因而可以得到提前控制的效果，对于常见的容量滞后现象有克服作用。
（3）比例微分调节适用的场合：
1．适用于容量滞后较大的场合。
2．从实际使用情况看，单纯的比例微分调节使用较少，而大多数是比例、积分、微分三者结合使用，即PID调节。
（四）比例积分微分调节（PID）
（1）比例积分微分调节规律：
比例积分微分调节规律就是指调节器的输出值与输入之间的关系呈现比例、积分、微分三种关系，所以比例积分微分调节用PID表示。
（2）比例积分微分调节的特点：
在PID调节中，比例环节是基础，起基本的调节作用，拟制住干扰的扩大，积分环节起消除余差的作用，以提高调节质量，微分调节有超前作用，可以用来克服容量滞后的现象，得到较好的过渡过程品质指标。因此，三者的配合使用可以得到较完善的调节器功能，使自动控制系统的工作更加稳定可靠。
（3）比例积分微分适用的场合：
1．控制质量要求较高的场合。
2．被控参数有滞后现象，特别是容量滞后的现象比较大的场合。
