PID控制组合了比例控制、积分控制和微分控制这3种基本控制规律,通过改变调节器参数来实现控制,其基本输入输出关系为:
实际应用中,可以根据受控对象的特性和控制的性能要求,灵活采用比例(P)控制器、比例+积分(PI)控制器、比例+积分+微分(PID)控制器3种不同控制组合。
3.2 PID参数控制效果分析
PID控制的3基本参数为KP、KI、KD,这3项参数的实际控制作用为:
比例碉节参数(KP) 按比例反映系统的偏差。增大KP,系统的反应变灵敏、速度加快、稳态误差减小,但振荡次数也会加多、调节时间加长。在该反馈环中,该值主要影响速度。
积分调节参数(KI) 消除系统静态(稳态)误差,提高系统的控制精度。积分调节会使系统的稳定性下降,动态响应变慢,超调加大。积分控制一般不单独作用,而是与P或者PD结合作用。
微分调节参数(KD) 反映系统偏差信号的变化率,可以预见偏差的变化趋势,产生超前控制作用。因此,微分控制可以提高系统的动态跟踪性能,减小超调量,但对噪声干扰有放大作用。过强的微分调节会使系统剧烈震荡,对抗干扰不利。
常规的PID控制系统中,减少超调和提高控制精度难以两全其美。主要是积分作用有缺陷造成的。如果减少积分作用,静差不易消除,有扰动时,消除误差速度变慢;而加强积分作用时又难以避免超调,这也是常规PID控制中经常遇到的难题。所以在该系统中,对积分参数做了分段处理,已达到理想的效果。
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