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PID操控简介 现在工业主动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。一起，操控理论的发展也阅历了古典操控理论、现代操控理论和智能操控理论三个阶段。智能操控的典型实例是含糊全主动洗衣机等。主动操控体系可分为开环操控体系和闭环操控体系。一个操控体系包含操控器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。操控器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控体系上﹔操控体系的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐经过输入接口送到操控器。不同的操控体系﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。比方压力操控体系要选用压力传感器。电加热操控体系的传感器是温度传感器。现在，PID操控及其操控器或智能PID操控器（外表）现已许多，产品已在工程实践中得到了广泛的使用，有各式各样的PID操控器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功用的智能调理器(intelligent regulator)，其中PID操控器参数的主动调整是经过智能化调整或自校正、自适应算法来完成。有使用PID操控完成的压力、温度、流量、液位操控器，能完成PID操控功用的可编程操控器(PLC)，还有可完成PID操控的PC体系等等。 可编程操控器(PLC) 是使用其闭环操控模块来完成PID操控，而可编程操控器(PLC)能够直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。还有能够完成PID操控功用的操控器，如Rockwell 的Logix产品系列，它能够直接与ControlNet相连，使用网络来完成其长途操控功用。
1、开环操控体系
开环操控体系(open-loop control system)是指被控目标的输出(被操控量)对操控器(controller)的输出没有影响。在这种操控体系中，不依靠将被控量反送回来以构成任何闭环回路。
2、闭环操控体系
闭环操控体系(closed-loop control system)的特色是体系被控目标的输出(被操控量)会反送回来影响操控器的输出，构成一个或多个闭环。闭环操控体系有正反响和负反响，若反响信号与体系给定值信号相反，则称为负反响( Negative Feedback)，若极性相同，则称为正反响，一般闭环操控体系均选用负反响，又称负反响操控体系。闭环操控体系的比方许多。比方人就是一个具有负反响的闭环操控体系，眼睛便是传感器，充任反响，人体体系能经过不断的修正**终作出各种正确的动作。假如没有眼睛，就没有了反响回路，也就成了一个开环操控体系。另例，当一台真实的全主动洗衣机具有能接连查看衣物是否洗净，并在洗净之后能主动堵截电源，它就是一个闭环操控体系。
3、阶跃呼应
阶跃呼应是指将一个阶跃输入（step function）加到体系上时，体系的输出。稳态差错是指体系的呼应进入稳态后﹐体系的希望输出与实践输出之差。操控体系的功能能够用稳、准、快三个字来描绘。稳是指体系的安稳性(stability)，一个体系要能正常作业，首要有必要是安稳的，从阶跃呼应上看应该是收敛的﹔准是指操控体系的准确性、操控精度，通常用稳态差错来(Steady-state error)描绘，它表明体系输出稳态值与希望值之差﹔快是指操控体系呼应的快速性，通常用上升时刻来定量描绘。
4、PID操控的原理和特色
在工程实践中，使用**为广泛的调理器操控规则为份额、积分、微分操控，简称PID操控，又称PID调理。PID操控器面世至今已有近70年前史，它以其结构简略、安稳性好、作业牢靠、调整便利而成为工业操控的首要技能之一。当被控目标的结构和参数不能**把握，或得不到准确的数学模型时，操控理论的其它技能难以选用时，体系操控器的结构和参数有必要依托经历和现场调试来断定，这时使用PID操控技能**为便利。即当咱们不**了解一个体系和被控目标﹐或不能经过有用的丈量手段来取得体系参数时，**适合用PID操控技能。PID操控，实践中也有PI和PD操控。PID操控器就是根据体系的差错，使用份额、积分、微分核算出操控量进行操控的。
份额（P）操控
份额操控是一种**简略的操控办法。其操控器的输出与输入差错信号成份额联系。当仅有份额操控时体系输出存在稳态差错（Steady-state error）。
积分（I）操控
在积分操控中，操控器的输出与输入差错信号的积分成正比联系。对一个主动操控体系，假如在进入稳态后存在稳态差错，则称这个操控体系是有稳态差错的或简称有差体系（System with Steady-state Error）。为了消除稳态差错，在操控器中有必要引进“积分项”。积分项对差错取决于时刻的积分，跟着时刻的添加，积分项会增大。这样，即使差错很小，积分项也会跟着时刻的添加而加大，它推进操控器的输出增大使稳态差错进一步减小，直到等于零。因而，份额+积分(PI)操控器，能够使体系在进入稳态后无稳态差错。
微分（D）操控
在微分操控中，操控器的输出与输入差错信号的微分（即差错的改变率）成正比联系。 主动操控体系在战胜差错的调理进程中可能会呈现振动乃至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有按捺差错的效果，其改变总是落后于差错的改变。处理的办法是使按捺差错的效果的改变“**”，即在差错挨近零时，按捺差错的效果就应该是零。这就是说，在操控器中仅引进“份额”项往往是不行的，份额项的效果仅是扩大差错的幅值，而现在需求添加的是“微分项”，它能猜测差错改变的趋势，这样，具有份额+微分的操控器，就能够提早使按捺差错的操控效果等于零，乃至为负值，从而避免了被控量的严峻超调。所以对有较大惯性或滞后的被控目标，份额+微分(PD)操控器能改进体系在调理进程中的动态特性。
5、PID操控器的参数整定
PID操控器的参数整定是操控体系规划的核心内容。它是根据被控进程的特性断定PID操控器的份额系数、积分时刻和微分时刻的大小。PID操控器参数整定的办法许多，归纳起来有两大类：一是理论核算整定法。它首要是根据体系的数学模型，经过理论核算断定操控器参数。这种办法所得到的核算数据未必能够直接用，还有必要经过工程实践进行调整和修正。二是工程整定办法，它首要依靠工程经历，直接在操控体系的实验中进行，且办法简略、易于把握，在工程实践中被广泛选用。PID操控器参数的工程整定办法，首要有临界份额法、反响曲线法和衰减法。三种办法各有其特色，其共同点都是经过实验，然后依照工程经历公式对操控器参数进行整定。但不管选用哪一种办法所得到的操控器参数，都需求在实践运转中进行**终调整与完善。现在一般选用的是临界份额法。使用该办法进行 PID操控器参数的整定过程如下：(1)首要预选择一个足够短的采样周期让体系作业﹔(2)仅参加份额操控环节，直到体系对输入的阶跃呼应呈现临界振动，记下这时的份额扩大系数和临界振动周期﹔(3)在必定的操控度下经过公式核算得到PID操控器的参数。
3.PID操控器参数的工程整定,各种调理体系中PID参数经历数据以下可参照：
温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
压力P: P=30~70%,T=24~180s,
液位L: P=20~80%,T=60~300s,
流量L: P=40~100%,T=6~60s。
4. PID常用口诀：
参数整定找**，从小到大次序查
先是份额后积分，**终再把微分加
曲线振动很频频，份额度盘要扩大
曲线漂浮绕大湾，份额度盘往小扳
曲线违背回复慢，积分时刻往下降
曲线动摇周期长，积分时刻再加长
曲线振动频率快，先把微分降下来
动差大来动摇慢。微分时刻应加长
抱负曲线两个波，前高后低4比1
一看二调多剖析，调理质量不会低