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PID智能控制器在现代工业过程中的作用
发表时间:2018/7/4 17:37:44  |  点击率:874

PID控制器中的PID只是一种偏差调节。注意是偏差。也就是说目标和当前实际之间的差。后面所有的都是针对这个差来进行控制。

另外需要注意三点,1,现实中启动控制到响应控制,到达到目标,过程中所有东西都有滞后性的。2,执行机构都有最小无法执行的范围,这个我们可以称为死区。3,另外到达目标后所有都会过冲的。滞后和过冲的多少取决于控制的东西和执行机构。比如,温度控制就滞后大,开了炉子半天温度才起来。。伺服电机控制一般滞后小,要停马上就停,要动马上就动。
而过冲的情况是惯性造成的,比如伺服电机虽然滞后小,但是急停车,导致的产品惯性大,就一下冲出去了。
执行机构最小无法执行范围举个例子,一个阀门,理论上内部阀芯是没有阻力,没有摩擦的,哪怕上施加0.00000001n它就能动,可实际上,由于摩擦之类因素,必须施加1n才能动。这1n就是死区。
注意这三点。

下面再来说PID
pid我这里简单称为比例器,积分器和微分器。它们最终都要告诉cpu怎么去输出控制量,实际上他们都是在欺骗cpu下面具体说说。

p是比例。代表偏差放大的倍数。为什么要放大呢,刚才说了任何控制器都有死区的,加上滞后和过冲。比如目标是0mm位置,死区是1mm,当前实际是一过冲到了0.2mm。。。偏差只有0.2mm。小于死区。cpu只知道偏差是0.2,它只给0.2的控制量。结果控制器动不了。这时候比例器出来了。它对cpu说,偏差不是0.2,是2。比例器把偏差放大了10倍。。这下cpu就满意了,它按照2的偏差给控制量。实际值就回来了。。

但是,世界就没有那么完美,一不小心,又过冲了,实际值回过头了,一下子从0.2回到-0.01了。这下又有偏差-0.01。,这个时候哪怕比例器放大10倍(-0.1)都不够了。怎么办?比例器没办法,积分器来了,积分器一看,我来出马,不是偏差0.1么?我每隔1秒告诉cpu偏差放大了。第一个1秒,告诉cpu偏差是0.2,第二个1秒告诉偏差是0.4,第三个1秒告诉偏差是0.9,第四个1秒告诉偏差是2.2。这样终于大于死区1mm了。cpu开始控制。。这个1秒,就是积分时间。注意,积分告诉cpu的偏差改变不是线性的而是类似上扬曲线的。

微分呢?微分是提前刹车。就好比开车接近目标了。车速还没降下来,他就来个刹车。但这个刹车不是匀速的,越接近刹车力越大。微分监控的就是这个偏差的变化率。

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