连续控制系统中的PID控制技术

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：连续控制系统中的PID控制规律为式中 KP——比例系数；TI——积分时间常数；TD——微分时间常数；e——偏差；u——控制量。一个线性连续系统的模拟PID控制系统原理框图如图10-36所示。图10-36 模拟PID控制系统原理框图一个PID调节器的比例系数、积分时间常数和微分时间常数一旦确定，该控制器的性能随之确定。比例控制可以迅速反应误差，并减小稳态误差。积分控制的作用：积分控制可以对系统误差进行积分，输出控制量，以消除误差。

连续控制系统中的PID控制规律为

式中 K_P——比例系数；

T_I——积分时间常数；

T_D——微分时间常数；

e（t）——偏差；

u（t）——控制量。

一个线性连续系统的模拟PID控制系统原理框图如图10-36所示。

图10-36 模拟PID控制系统原理框图

一个PID调节器的比例系数、积分时间常数和微分时间常数一旦确定，该控制器的性能随之确定。

还可以将PID调节器的PID控制规律表述为

式中 K_P——比例系数；

K_I——积分系数；

K_D——微分系数。

对时域的PID控制规律取拉氏变换，得到PID调节器的传递函数：

工程上经常采用近似的PID调节器传递函数：

工程实际中常根据受控对象的特性和控制的性能要求，灵活地采用PID调节器的不同组合，构成比例调节器、比例积分调节器和比例积分微分调节器，对应的数学描述如下：

比例调节器：

u（t）=K_Pe（t）

比例积分调节器：

比例积分微分调节器：

PID调节器的控制包括比例控制、积分控制和微分控制。比例控制可以迅速反应误差，并减小稳态误差。比例放大系数如果过大，将导致系统不稳定。积分控制的作用：积分控制可以对系统误差进行积分，输出控制量，以消除误差。如果积分作用太强将导致系统被调参数动态偏离给定值幅度越大，即超调加大，超调加大到一定程度会出现振荡。微分控制可以减小超调量，克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，即提高系统灵敏度，提高系统的动态性能。因此选择合适的比例放大系数、积分时间常数和微分时间常数，是实时有效PID调节的一个重要内容，并使整个控制系统有良好的性能。

连续控制系统中的PID控制技术

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