在系統響應中, PID演算法的各個元素, 比例(Proportional), 積分(Integral), 微分(Derivative)的效應.

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問題:
我想在閉迴路控制中使用PID VI, 而我想知道每一個元素在系統響應中所造成的效應.

解答:
PID演算法是產業界中最常使用的一種控制方法. 在PID控制中, 演算法藉由比例,積分或微分響應來計算所需要的致動器輸出(Actuator Output) 並將此三元素加以總合來算出輸出值. 因此了解每一個PID元素所造成的效應對於調整PID控制器而言是非常重要的.
比例效應: 比例元素將只跟錯誤(Error)有相關,此錯誤為Set Point與Process Variable的差別.比例參數決定了根據錯誤所產生的輸出響應之比例. 例如, 如果一錯誤訊號為10一個值為5的比例參數將會產生一大小為50的比例響應. 一般來說, 增加比例常數將會增加控制系統響應的速度, 並且減少穩態錯誤的大小, 此值為Process variable與Set Point的差值.然而,如果比例常數過大, Process Variable將會開始震盪. 而如果增加過快, 震盪將會變劇烈而系統會變的很不穩定.
積分效應: 積分元素將會對錯誤作積分的動作來克服穩態錯誤. 因此,積分響應將會持續增加直到錯誤為零為止.然而如果所選擇的積分值太小的話此積分動作可能會造成overshoot, 震盪並且可能造成不穩定的問題. 注意的是越小值的積分值將會在系統響應中有越強的積分效應.
微分效應: PID演算法的微分部份是用來預測錯誤的未來型態, 因為微分元素的響應會與錯誤的改變比率成正比.因此, 一般說來微分響應將可以預防overshoot及消除震盪. 另一方面,常見的控制系統通常都使用較小的微分參數, 因為在Process Variable訊號中,微分響應對於雜訊而言是非常敏感的.如果反應Process Variable的感測器回饋訊號是雜訊, 則微分元素將會使系統變的不穩定.
請參考以下鏈結的PID Control Toolset User Manual已得到更多的資訊.

相關連結:
Product Manuals: LabVIEW PID Control Toolset for Windows
Developer Zone Tutorial: PID Control of Continuous Processes.
Developer Zone Tutorial: FieldPoint PID Interactive Tutorial.

附加檔案:





報告日期: 03/25/2003
最後更新: 12/19/2007
文件偏號: 2VO9SEVS