機(jī)床商務(wù)網(wǎng)技術(shù)文章
PID控制原理和PID控制器參數(shù)對(duì)控制性能的影響
閱讀：316 發(fā)布時(shí)間：2020-8-125.1 PID控制原理
常規(guī)連續(xù)系統(tǒng)中，PID控制器對(duì)輸入的誤差信號(hào)進(jìn)行比例、積分和微分運(yùn)算，從而 給出控制信號(hào)。PID控制是一種簡(jiǎn)單有效的控制算法，魯棒性（穩(wěn)定性）強(qiáng)，對(duì)動(dòng)態(tài)過 程無需知道太多便可以達(dá)到比較滿意的控制效果，正好適合爬行的ADAMS仿真模型。 圖5.2中整個(gè)框內(nèi)是個(gè)為PID控制器，，PID控制器的輸出值_取決于系統(tǒng)給定值咐 和系統(tǒng)輸出值的偏差eW、偏差的積分、偏差的微分的線性加權(quán)組合。
5.2 PI D控制器參數(shù)對(duì)控制性能的影響
5.2.1 比例控制rKp；對(duì)控制性能的影響
在連續(xù)控制中，比例控制器是的一種，其輸出值隨輸入值成比例變化。
由式5.4可以看出，比例控制器始終產(chǎn)生一個(gè)與輸入信號(hào)成正比的輸出值。輸入信 號(hào)即為系統(tǒng)的被調(diào)量與給定值的偏差心故若偏差存在，比例控制器就有相應(yīng)的控制作用 輸出至被控對(duì)象，使偏差減少，從而抑制干擾的影響。
但是比例控制存在一個(gè)缺點(diǎn)就是：不能克服靜態(tài)誤差。比例控制作用是以偏差的存 在為前提的，一旦偏差不存在，比例控制器的輸出值則為零。 5.2.2積分控制m ；對(duì)控制性能的影響在連續(xù)控制中，積分控制是保證系統(tǒng)控制無靜態(tài)誤差的關(guān)鍵。對(duì)于積分控制器，其 輸出值與輸入值的積分成正比。假設(shè)為控制器的輸出，為控制器的輸入，7}為積 分時(shí)間常數(shù)，則積分控制器的表達(dá)式為：
積分控制器的輸出值與輸入值的積分成正比，因此只要有輸入值存在，其輸出值就 會(huì)不斷加強(qiáng)直到克服干擾為止。被調(diào)控量的偏差消失以后，由于積分規(guī)律的特點(diǎn)，輸出 將停留在新的位置而不復(fù)回原位，因而能保證控制靜態(tài)誤差為零。
單純的積分控制器控制動(dòng)作緩慢，在改善靜態(tài)準(zhǔn)確度的同時(shí)使控制的動(dòng)態(tài)品質(zhì)變差， 過度過程時(shí)間延長(zhǎng)，甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。在實(shí)際工業(yè)中，不能單獨(dú)使用，必須和比例 控制結(jié)合使用。積分作用和比例作用是相對(duì)的，當(dāng)比例作用弱的時(shí)候，積分作用也必須 得減弱，積分作用是輔助比例作用進(jìn)行調(diào)節(jié)的。
比例積分控制存在缺點(diǎn)：由于PI控制不適合具有滯后性的控制對(duì)象；相對(duì)與比例控 制響應(yīng)速度變慢，穩(wěn)定性變差；會(huì)存在積分過飽和現(xiàn)象導(dǎo)致控制器調(diào)節(jié)出現(xiàn)偏差；參數(shù) 整定時(shí)困難增加。
5.2.3微分控制(Td)對(duì)控制性能的影響
微分控制的主要作用是改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，對(duì)于微分控制器，其輸出值與輸入值 的微分成正比。假設(shè)vW為控制器的輸出，e的為控制器的輸入，h為微分時(shí)間常數(shù)，則 微分控制器的時(shí)間表達(dá)常數(shù)為：
微分控制器的輸出與輸入的變化率成正比，因此微分控制器能在輸入信號(hào)出現(xiàn)或者 變化的瞬間，根據(jù)變化的趨勢(shì)產(chǎn)生輸出作用。若輸入的信號(hào)為系統(tǒng)偏差信號(hào)，則微分作 用能將偏差盡快消除。
單純的微分控制器對(duì)靜態(tài)偏差也沒有抑制力，不能單獨(dú)使用，要和比例控制或者比 例積分控制結(jié)合起來使用，變成比例微分控制或者比例積分微分控制。
PD調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)系統(tǒng)偏差時(shí)，能夠快速達(dá)到理想值，使系統(tǒng)在短的時(shí)間內(nèi)得 到強(qiáng)化調(diào)節(jié)，可調(diào)節(jié)靜態(tài)偏差，適用于大滯后環(huán)節(jié)；PID控制器結(jié)合了 PD調(diào)節(jié)器的 快速性和PI調(diào)節(jié)器的無靜差（精確定位）特點(diǎn)，達(dá)到了比較高的調(diào)節(jié)質(zhì)量。
本文采摘自“振動(dòng)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)爬行的影響”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！