PID控制器 - 自维基.pdf

2016/3/13 PID控制器 ­ 维基百科，自由的百科全书 PID控制器 维基百科，自由的百科全书 PID控制器 （比例-积分-微分控制器），由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成[1]。透过Kp，Ki和Kd 三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本上线性，且动态特性不随时间变化的系统。 PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部 件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较， 然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的 目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。PID控 制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，使 系统更加准确而稳定。 PID控制器的比例单元P、积分单元I和微分单元D分别对应 目前误差、过去累计误差及未来误差。若是不知道受控系 PID控制器的方块图 统的特性，一般认为PID控制器是最适用的控制器[2]。借 由调整PID控制器的三个参数，可以调整控制系统，设法 满足设计需求。控制器的响应可以用控制器对误差的反应快慢、控制器过冲的程度及系统震荡的程度来表 示。不过使用PID控制器不一定保证可达到系统的最佳控制，也不保证系统稳定性。 有些应用只需要PID控制器的部分单元，可以将不需要单元的参数设为零即可。因此PID控制器可以变成PI 控制器、PD控制器、P控制器或I控制器。其中又以PI控制器比较常用，因为D控制器对回授噪声十分敏 感，而若没有I控制器的话，系统不会回到参考值，会存在一个误差量。 目录 1 反馈回路基础 2 历史及应用 3 理论 3.1 比例控件 3.1.1 稳态误差 3.2 积分控件 3.3 微分控件 4 参数调试 4.1 稳定性 4.2 最佳性能 4.3 各方法的简介 4.4 人工调整 4.5 齐格勒－尼科尔斯方法 4.6 PID调试软件 /wiki/PID%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8 1/14 2016/3/13 PID控制器 ­ 维基百科，自由的百科全书 5 PID控制的限制 5.1 线性 5.2 噪声对微分器的影响 6 PID算法的修改 6.1 积分饱和 6.2 PI控制器 6.3 不动作区 6.4 设定值的步阶变化 6.5 无冲击运转 7 串级PID控制器 8 其他PID的形式及其表示法 8.1 理想的PID及标准形PID 8.2 倒数增益 8.3 只针对过程变数进行微分控制 8.4 只针对过程变数进行比例控制 8.5 PID控制器的拉氏转换 8.6 PID的极零点对消 8.7 串级型或交互型 8.8 离散化的控制器 9 伪代码 10 参见 11 注释 12 参考文献 13 外部链接 反馈回路基础 PID回路是要自动实现一个操作人员用量具和控制旋钮进行的工作，这个操作人员会用量具测系统输出的 结果，然后用控制旋钮来调整这个系统的输入，直到系统的输出在量具上显示稳定的需求的结果，在旧的 控制文档里，这个过程叫做 “复位”行为，量具被称为 “测量”，需要的结果被称为 “设定值”而设定值 和测量之间的差别被称为 “误差”。 一个控制回路包括三个部分： /wiki/PID%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8 2/14 2016/3/13 PID控制器 ­ 维基百科，自由的百科全书 1. 系统的传感器得到的测量结果 2. 控制器作出决定 3. 通过一个输出设备来作出反应 控制器从传感器得到测量结果，然后用需求结果减去测量结果来得到误差。然后用误差来计算出一个对系 统的纠正值来作为输入结果，这样系统就可以从它的输出结