什么是PID控制?

比例控制(P)

原理:比例控制器的输出与输入偏差成正比。当系统偏差时,比例控制器将立即产生与偏差幅度成比例的控制效果,以减少偏差。

功能:快速响应偏差。偏差越大,控制效果越强,并且可以迅速使系统接近设定值。但是,简单的比例控制可能会产生稳态错误,也就是说,在系统达到稳定性之后,实际输出和设定值之间仍然存在一定的差距。

例如:以恒定温度框为例。如果设定温度为50,电流温度为40,偏差为10。比例控制器将根据此偏差的一定比例系数输出控制信号,以便加热器可以增加其功率,并且温度将逐渐升高。但是,随着温度接近50,偏差会降低,控制效应也会相应地减弱。

点控制(i)

什么是PID控制?

原理:积分控制器的输出与输入偏差到时间的集成成正比。它会累积随时间的变化,只要存在偏差,积分效应就会不断增强控制输出,直到偏差为零。

功能:消除稳态错误并提高系统的控制精度。通过集成,系统可以逐渐调整输出,以使实际值最终等于设定值。但是,集成效应可能会降低系统的响应速度,甚至会导致过冲和振荡。

例如:在恒定温度盒控制中,即使温度接近50C,由于略有偏差,积分效应也将继续积累此偏差并逐渐增加加热器的功率,直到温度达到50C,从而消除了可能的比例控制的稳态误差。

差分控制(D)

原理:差分控制器的输出与输入偏差的变化率成正比。它可以预测偏差的变化趋势,并提前产生控制效应以抑制偏差的变化。

什么是PID控制?

功能:提高系统的动态性能,加快系统的响应速度,并减少过冲和振荡。差分控制等同于“预见”,并提前采取措施来抑制偏差时开始增加的偏差,从而使系统更稳定。但是,差分控制对噪声更敏感,并且可能会扩大噪声信号并影响控制效果。

例如:当恒温盒的温度开始迅速升高时,即将超过50C时,差分控制器将根据温度升高(即偏差的变化速度)提前降低加热器的功率,从而避免温度过高,从而减少了过度冲程。

应用程序方案

温度控制:在工业炉,恒温箱,空调和其他设备中,PID控制可以准确调节温度以保持其在设定范围内。

速度控制:在电机驱动系统中,例如电动汽车的电动机控制,CNC机床的进料电机控制等,PID控制可以实现电动机的稳定速度控制。

用户评论


墨城烟柳

看了这篇文章终于明白了PID控制是什么了!以前听人提起总是觉得像个遥不可及的东西,现在看来其实原理很直观,而且应用场景也挺广泛的啊。

    有19位网友表示赞同!


箜明

我一直觉得工业自动化就复杂难懂,原来只要掌握了PID这门技术就可以掌控很多硬件设备,太牛了!

    有17位网友表示赞同!


作业是老师的私生子

这篇博客写得清晰易懂,对入门者来说真的很友好,我以前学过点相关知识但总是不太理解,看了你的解释终于豁然开朗啦。

    有14位网友表示赞同!


高冷低能儿

PID控制确实很强大,但是应用起来也很有难度吧?需要对系统模型、参数调整等都有深入的了解才行啊。

    有14位网友表示赞同!


落花忆梦

这个介绍比较浅层啊,对于想要深入理解PID控制算法的人来说还是不够详细的。希望能再补充一些更专业的解释和讲解。

    有12位网友表示赞同!


一生只盼一人

我对PID控制挺感兴趣的,但是这篇文章好像只说了理论,实践应用案例不多啊,希望未来文章能够补充一些实例解析,这样更加直观易懂。

    有10位网友表示赞同!


▼遗忘那段似水年华

说实在的,我感觉标题过于笼统了,如果能聚焦某个特定的应用场景,比如“水温控制系统中的PID算法”什么的,吸引力会更强。

    有7位网友表示赞同!


我就是这样一个人

学习完这篇文章,我觉得自己对工业自动化控制有了点方向感了。接下来可以去实践操作一下,测试一下PID的效果怎么样!

    有12位网友表示赞同!


堕落爱人!

文章把PID的三个参数P, I, D说得都很清楚,有助于理解其调整方法和作用。但是我觉得对于初学者来说,图示解释能更直观一些,这样更容易理解算法的过程。

    有18位网友表示赞同!


人心叵测i

这篇博文把我带回了大学学自动化控制的时光,记忆里关于PID控制的那些知识好像已经灰尘了,现在看着又觉得很有趣啊!

    有15位网友表示赞同!


孤城暮雨

感觉这种解释只适合有基础的用户,对于新手来说还是有点抽象。希望作者能用更通俗易懂的例子来讲解PID控制原理,这样入门学习会更加容易。

    有14位网友表示赞同!


有恃无恐

看完这篇文章,我意识到其实生活中很多看似复杂的东西,只要理解了基本的原理,就很容易掌握!

    有10位网友表示赞同!


秒淘你心窝

我一直觉得控制系统很麻烦,特别是写代码调试这种感觉总是头疼,这篇博文讲明白了PID控制原理,让我对写控制器程序更有信心了。

    有20位网友表示赞同!


容纳我ii

在实际应用中,选择合适的PID参数调优真的很重要啊!需要根据系统的具体情况进行调整,否则效果就不好出来了。

    有7位网友表示赞同!


断桥残雪

文章没有提到PID控制算法的局限性,比如对系统非线性程度的要求等等,我觉得这些信息也是很重要的!

    有11位网友表示赞同!


孤自凉丶

我有一个问题想要问一下:在实际项目中,如何确定合适的PID参数?这方面的一些经验分享能够帮助我更快入门学习。

    有6位网友表示赞同!

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