pid调节器（pid调节器的三个重要参数）

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什么是pid调节器？

中文:PID调节器目前，工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的重要标志。同时，控制理论的发展经历了经典控制理论、现代控制理论和[1]智能控制理论三个阶段。智能控制的典型例子是模糊自动洗衣机。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。该控制系统包括控制器、传感器、发射器、致动器和输入/输出接口。控制器的输出通过输出接口和执行器加到被控系统上；控制系统的被控量通过传感器、变送器和输入接口送到控制器。不同的控制系统有不同的传感器、变送器和执行器。例如，压力控制系统应该使用压力传感器。电加热控制系统的传感器是一个温度传感器。目前有许多PID控制器及其控制器或智能PID控制器(仪表)，其产品已广泛应用于工程实践中。PID控制器产品种类繁多，各大公司都开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能调整或自整定和自适应算法来实现的。具有PID控制的压力、温度、流量和液位控制器，具有PID控制功能的可编程控制器(PLC)，具有PID控制的PC系统等。可编程控制器(PLC)利用其闭环控制模块实现PID控制。可编程控制器(PLC)可直接与ControlNet连接，如罗克韦尔PLC-5。还有可以实现PID控制功能的控制器，如罗克韦尔的Logix产品系列，可以直接与ControlNet连接，通过网络实现其远程控制功能。

PID调节器的作用是什么？

PID调节器是闭环控制的重要组成部分，其PID控制功能有P(比例)、I(积分)、D(微分)。其主要目的是当控制系统的输出偏离设定值时，PID调节器能快速准确地消除偏差，回到设定值。它的优点是加入PID调节器可以使控制系统不振荡，误差会小。PID调节器有三个环节，即(p)比例环节，(I)积分环节和(d)微分环节。

先说比例环节(P):这个环节的作用是放大目标信号和反馈信号的差值然后作为给定信号，其中有一个比例增益KP(即放大倍数)。这个KP不能太大，否则系统会振荡，使系统不稳定。

积分环节(I):该环节的目的是使给定信号的变化与比例环节对时间的积分成比例。也就是说，当比例环节突然增大很多时，给定信号只能在“积分时间”内逐渐增大，从而减缓给定信号的变化速率，防止振荡。积分时间越长，给定信号的变化越慢。只要偏差没有消除，积分就不会停止，从而有效地消除了静态误差。但积分时间不能太长，否则当被控量急剧变化时，很难快速恢复。

微分环节(D):微分环节的作用是根据控制系统的变化趋势，提前给出一个较大的调节动作，以缩短调节时间，克服积分时间过长造成的恢复延迟的缺点。

因此，PID调节器各部分中的(P)比例环节、(I)积分环节和(D)微分环节应配合使用，才能达到理想的控制效果。

PID调节器的原理是什么？

PID调节器是工业控制应用中常见的反馈回路元件。PID因其三种校正算法而得名。这三种算法都使用加法来调整控制值。事实上，大多数加法运算都变成了减法运算，因为加数总是负数。以下是PID调节功能的一个例子:

1.比例——为了控制当前情况，将误差值乘以一个负常数p(代表比例)，然后加到一个预定值上。只有当控制器的输出与系统的误差成正比时，P才能成立。控制器输出的变化与输入控制器的偏差成正比。例如，如果电加热器的控制器的刻度范围是10℃，其预设值是20℃，那么它将在10℃输出100%，在15℃输出50%，在19℃输出10%。注意，当误差为0时，控制器的输出也为0。

2.积分——控制过去，误差值是过去一段时间内的误差之和，然后乘以一个负常数I，再加上一个预定值。我从过去的平均误差值中找出系统输出结果和预定值之间的平均误差。简单的比例系统会围绕预定值来回振荡和变化，因为系统不能消除多余的校正。通过增加负平均误差比，平均系统误差值将总是减小。因此，最终，PID回路系统将被设置在预定值。

3.微分——为了控制未来，计算误差的一阶导数，乘以一个负常数d，最后加到一个预定值。这个导数的控制将响应系统的变化。导数的结果越大，控制系统对输出结果的响应越快。这个d参数也是PID被称为预测控制器的原因。d参数对于减少控制器的短期变化非常有帮助。一些较慢的实际系统可能不需要d参数。

扩展信息:

用更专业的术语来说，PID控制器可以称为频域系统中的滤波器。这在计算最终是否会获得稳定的结果时很有用。如果数值选择不当，控制系统的输入值会反复振荡，可能导致系统永远达不到预设值。

什么是PID调节器？

PID是比例、积分、微分的缩写。

比例调节功能:按比例反应系统的偏差。一旦系统出现偏差，比例调节会立即产生调节功能来减小它。

偏差。大比例可以加快调节速度，减少误差，但比例过大会降低系统的稳定性，甚至造成系统故障。

不稳定。

积分调节的作用是使系统消除稳态误差，提高无误差度。因为有误差，所以会进行积分调整，直到没有差异为止，积分就会被积分。

调节停止，积分调节输出一个恒定值。积分的强度取决于积分时间常数ti，ti越小，积分越强。计数器

Ti越大，积分效应越弱。加入积分调节会降低系统的稳定性，减缓动态响应。积分作用通常与另外两个调节定律有关。

组合形成PI调节器或PID调节器。

微分调节功能:微分功能反映了系统偏差信号的变化率，具有预测性，可以预测偏差变化的趋势，因此可以产生

在偏差形成之前，生育提前的控制效应已经被差别化调控所消除。因此，可以提高系统的动态性能。

选择合适的微分时间，可以减少超调量和调整时间。差分可以放大噪声干扰，所以太强了。

微分调节的加入不利于系统的抗干扰。另外，微分反应是变化率，当输入不变时，微分反应的输出为

零。微分作用不能单独使用，它需要与其他两种调节规律结合起来，组成一个PD或PID控制器。

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