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PID控制�
閱讀�7322時間�2011-06-16 10:38:50

  PID控制器(比例-積分-微分控制器)由比例單� P、積分單� I 和微分單� D 組成。是根據(jù)PID控制原理對整個控制系�(tǒng)進行偏差�(diào)節(jié),從而使被控變量的實際值與工藝要求的預定值一�。通過Kp� Ki和Kd三個參�(shù)的設(shè)�。PID控制器主要適用于基本線性和動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)�

理論基礎(chǔ)

  PID是以它的三種糾正算法而命名的。這三種算法都是用加法�(diào)整被控制的數(shù)值。而實際上這些加法運算大部分變成了減法運算因為被加�(shù)總是負�。這三種算法是�

  比例�

  來控制當�,誤差值和一個負常數(shù)P(表示比例)相乘,然后和預定的值相�。P只是在控制器的輸出和系統(tǒng)的誤差成比例的時候成�。這種控制器輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例�(guān)�。比如說,一個電熱器的控制器的比例尺范圍�10°C,它的預定值是20°C。那么它�10°C的時候會輸出100%,在15°C的時候會輸出50%,在19°C的時候輸�10%,注意在誤差是0的時�,控制器的輸出也�0�

  積分�

  來控制過去,誤差值是過去一段時間的誤差�,然后乘以一個負常數(shù)I,然后和預定值相�。I從過去的平均誤差值來找到系統(tǒng)的輸出結(jié)果和預定值的平均誤差。一個簡單的比例系統(tǒng)會振蕩,會在預定值的附近來回變化,因為系�(tǒng)無法消除多余的糾�。通過加上一個負的平均誤差比例�,平均的系統(tǒng)誤差值就會總是減少。所�,最終這個PID回路系統(tǒng)會在預定值定下來�

  導數(shù)�

  來控制將�,計算誤差的一階導,并和一個負常數(shù)D相乘,和預定值相加。這個導�(shù)的控制會對系�(tǒng)的改變作出反應。導�(shù)的結(jié)果越�,那么控制系�(tǒng)就對輸出�(jié)果作出更快速的反應。這個D參數(shù)也是PID被稱為可預測的控制器的原�。D參數(shù)對減少控制器短期的改變很有幫�。一些實際中的速度緩慢的系�(tǒng)可以不需要D參數(shù)� 用更的話來講,一個PID控制器可以被稱作一個在頻域系統(tǒng)的濾波器。這一點在計算它是否會最終達到穩(wěn)定結(jié)果時很有用。如果數(shù)值挑選不�,控制系�(tǒng)的輸入值會反復振蕩,這導致系�(tǒng)可能永遠無法達到預設(shè)��

特�

  1.16段程序控�

  2.可調(diào)整PV補償

  3.單段升溫斜率控制

  4.手動/自動無擾切換

  5.輸入/輸出完全隔離

  6.加熱/冷卻雙重輸出

  7.具有PV、SV值變送功�

  8.高精�、低價格、易操作

  9.�(shè)定值可由外部設(shè)定輸�

  10.3組報��17種報警模式可�

  11.自診斷功�,可顯示故障狀�

  12.輸出緩啟�,可預設(shè)啟動輸出�

  13.可輸入各種熱電偶、熱電阻或線性信�

�(diào)試方�

  比例系數(shù)的調(diào)節(jié)

  比例系數(shù)P的調(diào)節(jié)范圍一般是�0.1--100。如果增益值取 0.1,PID �(diào)節(jié)器輸出變化為十分之一的偏差值。如果增益值取 100� PID �(diào)節(jié)器輸出變化為一百倍的偏差�??梢娫撝翟酱?,比例產(chǎn)生的增益作用越大。初�(diào)時,選小一�,然后慢慢調(diào)大,直到系統(tǒng)波動足夠小時,再該調(diào)節(jié)積分或微分系�(shù)。過大的P值會導致系統(tǒng)不穩(wěn)�,持�(xù)振蕩;過小的P值又會使系統(tǒng)反應遲鈍。合適的值應該使系統(tǒng)由足夠的靈敏度但又不會反應過于靈�,一定時間的遲緩要靠積分時間來調(diào)節(jié)�

  積分系數(shù)的調(diào)節(jié)

  積分時間常數(shù)的定義是,偏差引起輸出增長的時間。積分時間設(shè)� 1�,則輸出變化 100%所需時間� 1 秒。初�(diào)時要把積分時間設(shè)置長�,然后慢慢調(diào)小直到系�(tǒng)�(wěn)定為��

  微分系數(shù)的調(diào)節(jié)

  微分值是偏差值的變化�。例�,如果輸入偏差值線性變化,則在�(diào)節(jié)器輸出側(cè)疊加一個恒定的�(diào)節(jié)�。大部分控制系統(tǒng)不需要調(diào)節(jié)微分時間。因為只有時間滯后的系統(tǒng)才需要附加這個參�(shù)。如果畫蛇添足加上這個參�(shù)反而會使系�(tǒng)的控制受到影�。如果通過比例、積分參�(shù)的調(diào)節(jié)還是收不到理想的控制要求,就可以�(diào)節(jié)微分時間。初�(diào)時把這個系�(shù)�(shè)�,然后慢慢調(diào)�,直到系�(tǒng)�(wěn)定�

應用�(lǐng)�

  PID控制器是一個在工業(yè)控制應用中常見的反饋回路部件。這個控制器把收集到的數(shù)�(jù)和一個參考值進行比較,然后把這個差別用于計算新的輸入�,這個新的輸入值的目的是可以讓系統(tǒng)的數(shù)�(jù)達到或者保持在參考值。和其他簡單的控制運算不�,PID控制器可以根�(jù)歷史�(shù)�(jù)和差別的出現(xiàn)率來�(diào)整輸入值,這樣可以使系�(tǒng)更加準確,更加穩(wěn)定�

  PID控制器主要應用領(lǐng)域:工業(yè)機械制�;電氣窯爐;塑膠機械;印染機械;科研儀��

維庫電子通,電子知識,一查百��

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