PID算法里,比例,积分,微分对于系统响应时间的影响



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问题:
我想在我的闭环控制系统里使用PID VI,我需要知道各个参数对于系统响应时间的影响。

解答:
比例-积分-微分(PID)算法是工业里最常见的控制算法。在PID控制里,这个算法会计算比例,积分,微分的响应和这三者的和,以此来计算真实的输出。因此,了解每一个PID参数的影响,对于调整PID控制器非常重要。

比例的影响:比例的参数取决于误差,它是设置点和过程变量的差。比例增益(Kc)是输出和误差的比值。比如,误差信号的幅值是10,如果比例增益是5,那么产生的输出就是50。一般来说,增加控制系统的比例增益,可以提高系统的响应速度,同时也会降低稳定误差(也就是设置点和过程变量的差)。尽管如此,如果比例增益太大,那么过程变量就会开始震荡。如果Kc再进一步增加,震荡就会加大,系统就会变得不稳定。

积分的影响:积分参数稳定误差之前,误差和时间的积分。因此,积分响应连续增加时间直到误差为零。尽管如此,积分的过程有可能会影响系统的过冲,震荡,和/或者稳定性。

微分的影响:PID算法的微分参数预示了将要出现的误差,因为微分参数的响应是误差变化的积分。因此,一般来说,微分过程减小了超条和降低了震荡。在另一方面,大部分的实际控制系统里使用了非常小的微分增益(Td) ,因为微分响应对过程变量信号的噪声非常敏感。如果反馈回来的过程变量代表的噪声,微分参数就会引起系统的不稳定。

请参考下面链接的PID控制工具包用户手册了解更多信息。

相关链接:
Product Manual: PID Control Toolset User Manual
Developer Zone Tutorial: PID Control of Continuous Processes
Developer Zone Tutorial: FieldPoint PID Interactive Tutorial

附件:





报告日期: 08/03/2006
最近更新: 02/02/2008
文档编号: 2VO9SEVS