请高手指点PID控制的原理！

xiaoshen_326

请高手指点PID控制的原理！最好能浅显一点，因为本人不是学这方面专业的，能附带个例子最好，
比如用PI控制发动机的怠速稳定性！

luofeng686

你大约可视：
& j* z' ^3 [0 E  Y/ C4 y2 [　　P负责大小，I负责防过调，D负责判断。
　　变参数后，要等几个调整周期，才能看出效果。
　　其实，最重要的是耐心
2 o( M% n' y% H
P：它的大小决定了调节执行机构反映速度（当然I、D也会影响速度），
可以这样理解，它反映了设定值和给定值的差的倍数送到输出。单纯的P值设定输出是锯齿波形
I：它反映了从“0”达到输出最大值的积分时间（输出最大值是通过P设定值计算后得到的）。它的设定会减慢输出的动作，但使输出波形平滑。
D：当设定值和给定值发生偏差，输出马上达到最大值（输出最大值是通过P设定值计算后得到的），然后按D设定的时间逐渐减小

& r7 P/ F5 n: k+ }0 ^$ L' B1、PID是比较经典的控制，一般可以分成PD、PI和PID控制。
, T$ Q- @" C* }( ^# B　　1）PD主要是超前校正，从频域看，它改变了系统开环特性的中频段形状，增加了相位裕量，从而改善系统的动特性，但是没有改善系统开环特性中的低频段形状，因而它不能直接改善系统的稳态性能；从时域看，由于控制规律中间包含了导数控制项，即当有产生误差的趋势时产生控制作用，这种超前控制作用可以用来抵消控制对象所固有的一部分惯性，从而改善系统的稳定性和动态特性。
　　2）PI从频域看，滞后作用主要是用在低频段，它将低频段抬高，从而改善了系统的稳态性能；从时域看，只要有一点误差就积分，从而产生较大的控制用来消除稳态误差。
! b1 V& ~  O4 T. D( A& X　　3）PID控制利用超前控制来改善系统的开环特性中的中频段形状，以改善系统的动态性能；通过滞后环节来改善系统开环控制的低频段形状，以改善系统的稳态特性。
% p0 T; C  T5 w7 |( }　　2、常用的数字PID控制可分为位置型PID和增量型PID
8 D" m4 `  Y! O　　1）比例控制能够迅速反映误差，从而减小误差，但比例控制不能消除系统的稳态误差，随着比例系数的增大，可以减小稳态误差，但系统会不稳定，超调量加大。
　　2）积分作用是消除系统误差，如果时间足够系统会自己进入无误差，但是积分时间太小，积分作用过大，会使系统超调量过大，甚至出现振荡。
9 B& [+ ?' b" y　　3）微分作用可以减小超调量，克服振荡，使系统稳定性提高，同时使系统加快动态响应速度，减小调节时间，从而改善系统的动态性能。
　　3、数字PID控制的改进
& _0 g5 g" V9 Q- ]* |　　1）对积分项改进：主要有积分分离，变速积分，抗饱和积分，梯形积分，消除积分不灵敏区等
　　2）微分项的改进：主要有不完全微分PID，微分先行PID等
　　3)时间最优PID
2 y9 D; h( M. d　　4）可变增量PID
# c; l6 R) M7 i+ T& `　　5）带死区PID
0 y# q9 y( {5 M8 y　　知道原理，大部分都可就plc的PID指令修改补充得到。。。。。。。

, Y7 k  W4 [; N3 o( x8 S' y- B[ 本帖最后由 luofeng686 于 2007-7-31 17:31 编辑 ]

xiaoshen_326

谢谢，很详细，我明白了不少！如果应用到发动机怠速调节上，应该有什么样的控制理论依据呢？

enun13

3楼的确是这方面的专家,讲的比较深奥.  因为系统控制涉及多个学科的知识,如控制理论,数学微积分等. 建议楼主买本书看看. 书名叫<系统控制理论>

% d2 t0 z: S8 {不过需要大学知识哦 呵呵

gd_zzx

PID通常是指控制系统要实现“稳”、“快”、“准”的控制过程所采用的控制规律或策略，P表示比例控制，I表示积分控制，D表示微分控制。
比例控制（P）规律：系统输出量与输入量之间的关系成比例，其优点是控制过程快速、灵敏，其缺点是控制过程结束有“余差”。一般用于控制过程的初始阶段。
9 @- V' u4 n  }+ T积分控制（I）规律：系统输出量是输入量的积分，其优点是可消除控制过程的“余差”，其缺点是控制过程缓慢、迟钝。一般用于控制过程的后续阶段用来消除“余差”。
+ ]+ `( _' U) @4 y! ]$ o微分控制（D）规律：系统输出量是输入量的变化率，其特点是输入量变化愈剧烈，这部分的控制作用就愈强，其缺点是会使系统的相对稳定性变差。
在工程上，系统控制规律根据实际情况常采用上述三种规律之组合。如P、PI、PD、PID等。
注意：三种控制规律之间组合的原则是“取长补短”。只有这样，才能使系统的控制过程实现“稳”、“快”、“准”（稳定性、快速性、准确性）的性能要求。
( y+ b8 c  B$ x# A$ I# Y: I% _! G至于“怠速”控制问题，有多种方案。发动机在不同的工况下，可采用不同的控制规律组合，也可改变三种控制作用的控制参数，如果能够采用自适应控制那就更好了。

' o% L/ L0 y! M" P/ P& U! r4 E[ 本帖最后由 gd_zzx 于 2007-9-8 10:56 编辑 ]

xiunan2002

pd还是很少见的，pi，pid最多

arnojean

還是有看沒有懂不知有否更簡單的解釋。