PID调节简介：掌握工业控制的利器

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：图5-37 引入比例增益比例增益与静差的关系见下表。图5-114作水平线a）立即菜单b）“点位”对话框c）生成直线L13.作水平线L1的等距线3.P调节出现的问题P的大小与振荡如图5-38所示。

1.问题的提出

控制的依据：（X_T-X_F）

控制的目标：（X_F≈X_T）→（X_T-X_F）≈0

当出现偏差区，修正偏差所需要的时间较长。另外，偏差不易完全消除。

控制过程存在的问题如图5-36所示。

2.比例增益环节（P）

引入比例增益（P）如图5-37所示。

根据频率给定信号X_G接受差值ΔX干预的特点，如果将偏差信号放大K_P倍后，再干预频率给定信号，则根据公式ΔX=X_G/K_P可知，当比例增益越大，偏差越小，储气罐的实际压力越接近于目标值。

图5-36 控制过程存在的问题

图5-37 引入比例增益（P）

比例增益与静差的关系见下表。

3.P调节出现的问题

P的大小与振荡如图5-38所示。

图5-38 P的大小与振荡

a）P调节的含义 b）P调节的结果

比例增益K_P的大小，一方面决定了实际压力接近目标压力的快慢和偏差的大小，另一方面，K_P越大虽然可以使偏差迅速减小，但ΔX不能消除，且易出现超调，因此引入积分环节。

4.PI调节

为了防止超调，可以适当减小比例增益，而增加积分环节，积分时间的长短，决定了积分增量的大小，从而决定了信号增加的快慢。

PI的含义与作用如图5-39所示。

图5-39 PI的含义与作用

a）PI调节的含义 b）PI调节的结果

5.PD调节

PD的含义与作用如图5-40所示。

图5-40 PD的含义与作用

a）PD调节的含义 b）PD调节的结果

对于某些容易发生振荡的系统，K_P只能设定得小一些，于是又会发生当用气量急剧变化时，被控量难以迅速恢复的情况，微分控制是根据偏差变化率的大小提前给了一个相应的调节动作。

微分D只是在被控量刚发生变化时，迅速地根据趋势做出反应，因此其作用时间通常是很短的。

6.PID调节

PID的含义与作用如图5-41所示。

根据以上分析，结合生产实际情况，可以引入PID调节功能，针对不同的被控对象的要求，实现不同的控制功能。

图5-41 PID的含义与作用

a）PID调节的含义 b）PID调节的结果