PID控制说明.pptVIP

* 控制回路图 　将控制回路构成图示如下。 此回路将控制输出的结果，测量值读取后，与设定值进行比较，为使测量值与设定值一致而进行 控制修正运作。　 控制回路图 操作输出　OUT 偏差　ＤＶ 　测量值　ＰＶ 设定值　ＳＶ （ＳＶ－PＶ） 比较 调节器 工序 PID运算 PID控制： 　比例控制(P运作)输出与测量值（PV）设定值（SP）的偏差成比例的输出量， 积分控制(I运作)输出与该偏差的积分成比例的输出量， 微分控制(D运作)输出与该偏差的微分成比例的输出量，将此三个量相加输出，以达到目标值。 　　 　 　　比例控制（Ｐ运作）实施的操作量与测量值设定值的偏差成一定比例。根据设备有所不同，比例带 一般为２～１０％（温度控制） 但是，仅仅是Ｐ控制的话，会产生下面将提到的余差，所以一般加上Ｉ（积分）控制，以消除与设定值的偏差。 Ｐ比例控制 比例带与P控制输出的关系如图所示?用ＭＶp运算式的设定 举例 　　 　ＰＢ（比例带）％　　　 　　　　　ＭＶ （操作输出） 　　　　　　　　１　　　? 　 　１００／１ ×偏差　＝ １００ ×偏差 　　　　　　　５０　　 ? 　　１００／５０ × 〃 ＝　 　２ ×　〃 　　　　　　１００　　 ? 　　１００／１００× 〃 　 ＝　 １ ×　〃 　　　　　　２００　　 ? 　　１００／２００× 〃 　 ＝ 0.5 ×　〃 比例带与输出的关系 比例带越小 输出越大 阶跃式偏差 斜坡式偏差 偏差 ＤＶ ＰＢ＝５０％ ＰＢ＝１００％ ＰＢ＝２００％ ０ ０ 偏差 ＤＶ １ ０ ０ ＰＢ＝５０％ ＰＢ＝２００％ 输出 ＭＶ 输出 ＭＶ ＰＢ＝１００％ 时间　ｔ 时间　ｔ 时间　ｔ 时间　ｔ ０．５?Ｖ １?Ｖ ２?Ｖ Ｖ 0.5?Ｖ １?Ｖ ２?Ｖ Ｖ 　　 　 比例控制中，经过一定时间控制偏差稳定在一定值时，此时的偏差叫做余差。 仅用比例控制的时候，根据负荷的变动及设备的固有特性不同，有时会出现余差.。 负荷特性与控制特性线的交点和设定值不一致是其原因。比例带小时较少产生。 余差 比例运作产生的余差 设定值 ＳＶ 时间　ｔ Off set 比例带小时 比例带大时 测定值 　ＰＶ 　　 　 积分控制（Ｉ运作）在出现余差时改变控制输出量，能消除余差。 存在偏差时，进行Ｉ操作，根据其大小调节的输出会有一定的速度变化，只要偏差还存在，就会不断的输出。 Ｉ 积分控制 Ｉ 运作输出 积分时间越短 合成的Ｐ＋Ｉ 运作 就越强 输出 ＭＶｉ 偏差 ＤＶ 时间　ｔ 时间　ｔ Ｐ运作输出 Ｐ＋Ｉ 运作输出 Ｉ 运作输出 输出 ＭＶｉ 时间　ｔ Ｐ运作输出 Ｐ＋Ｉ 运作输出 积分时间的定义向ＰＩ运作的调节器加上阶跃输入后，到Ｐ运作的输出变化量与Ｉ运作的输出变化量相等时的时间，就是积分时间。 积分时间（弱） 积分时间（强） Ｄ 微分控制 　微分控制（Ｄ运作）是由外部干扰等原因测量温度开始变化时，根据其变化程度，在偏差较小时加以较大的修正运作，以防止出现较大的变化的控制。 微分时间的定义　如图所示，输入量连续的以一定速度变化时，到Ｐ运作的输出变化量与Ｄ运作的输出变化量相等为止的时间，就叫做微分时间。 斜坡型偏差 偏差 ＤＶ 输出 ＭＶ 时间　ｔ 时间　ｔ Ｐ运作输出 Ｐ＋Ｄ运作输出 微分时间（弱） Ｄ运作输出 输出 ＭＶ 时间　ｔ Ｐ运作输出 Ｐ＋Ｄ 运作输出 微分时间（强） Ｄ运作输出 偏差的变化消失时，Ｄ运作的输出也消失 微分时间越长，合 成的Ｐ＋D运作就越 强 　　 　 为将PI控制与ＰＤ控制的长处相组合，把３种控制（比例?积分?微分控制）组 合起来的控制叫做ＰＩＤ控制。 ＰＩＤ运作的运算式就是将前面所述各项列出， ＭＶ＝Ｋp（ＤＶ+１／Ｔｉ∫ＤＶｄｔ＋Ｔｄ?ｄＤＶ／ｄｔ） 　　　　　　　　　　　　　　 　 这就是基本公式。实际中运用的是此公式的变形。 　　温度控制时，多通过Ｐ、Ｉ、Ｄ这三个要素进行控制。 　Ｐ Ｉ Ｄ控制（比例?积分?微分控制） 　　 　 某时刻突然出现偏差时，通过Ｐ与Ｄ控制操作量出现急剧的变化，以防止偏差的增大。偏差继续存在时，随着时间经过Ｉ控制发生作用，操作量增大，消除余差。 ＰＩＤ控制的阶跃响应 　Ｐ Ｉ Ｄ的各项输出与合成输出 　　 　 设定值 变更后 的各种 控制效 果 　Ｐ Ｉ Ｄ控制设定值变更时