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PID的工作原理是什麽?

PID調節器是工業控制應用中常見的反饋回路元件,PID因其三種校正算法而得名。這三種算法都使用加法來調整控制值。事實上,大多數加法運算變成了減法運算,因為加數總是負的。以下是PID調節功能的壹個例子:

1.比例-為了控制當前情況,誤差值乘以壹個負常數p(代表比例),然後加到壹個預定值上。只有當控制器的輸出與系統的誤差成正比時,p才成立。控制器輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例。比如電暖器的控制器的刻度範圍是10°C,它的預定值是20°C,那麽它會在10°C輸出100%,在15°C輸出50%,在19°C輸出10%,註意誤差為0時控制器的輸出也是0。

2.積分——控制過去,誤差值是過去壹段時間的誤差之和,然後乘以壹個負常數I,再加上預定值。我從過去的平均誤差值中找出系統輸出結果與預定值的平均誤差。簡單的比例系統將圍繞預定值來回振蕩和變化,因為該系統不能消除多余的校正。通過增加負的平均誤差比值,平均系統誤差值將總是減小。因此,最終,PID回路系統將被設置在預定值。

3.微分?-為了控制未來,計算誤差的壹階導數,乘以負常數d,最後加到預定值。這個導數的控制將對系統的變化作出反應。導數的結果越大,控制系統對輸出結果的響應越快。這個d參數也是PID被稱為可預測控制器的原因。d參數對於減少控制器的短期變化非常有幫助。壹些速度較慢的實際系統可能不需要d參數。?

擴展數據:

用更專業的術語來說,PID控制器可以稱為頻域系統中的濾波器。這在計算最終是否會達到穩定的結果時很有用。如果數值選擇不當,控制系統的輸入值會反復振蕩,可能導致系統永遠達不到預設值。

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