PID算法讲解

de(t ) U (t ) K PTD dt
TI——积分时间
提高系统响应速度，减小超调量，降低了稳定性。
一、PID控制系统简介
二、PID控制参数整定
1.临界灵敏度法 已知系统的临界比例系数KC和震荡周期Tc时,可用经验 整定公式来确定PID控制器的参数。特征参数KC和Tc可由系
统整定实验获得。
K U (t ) P TI
e(t )dt
0
t
TI——积分时间
一、PID控制系统简介
3.微分控制（D） 自动控制系统在克服偏差的调节过程中，由于控制对
象存在较大的惯性或振荡组件，即控制量输出后，期望产
生的变化存在滞后。微分项的作用为预测偏差变化的趋势， 与偏差变化的速度成正比，能在偏差信号出现前就起到修 正偏差的作用。
K P 0.6 K C TI 0.5TC TD 0.125TC
二、PID控制参数整定
2.ZIEGLER-Nichols设定方法 已知系统的临界比例系数KC和震荡周期Tc时,可用经验 整定公式来确定PID控制器的参数。特征参数KC和Tc可由系
统整定实验Hale Waihona Puke Baidu得。
将受控对象按照一阶惯性加纯滞后环节来表示，其传 递函数为 G(s) Ke s
一、PID控制系统简介
1.比例控制（P）
控制器的输出量U(t)与输出信号的偏差e(t)成正比关
系，即U(t)= KP ×e(t), KP ——比例系数。 系统中工作时，输出的U(t) 会使偏差向减小的方向 变化，偏差减小的速度与KP基本成正比关系，若KP过大则 容易使系统产生震荡，太小则系统进入稳态所需的时间太
/ (Ts 1) 。
二、PID控制参数整定
2.ZIEGLER-Nichols设定方法
K TI 2 TD 0.5 K P 1.2T
三、LabVIEW中使用PID算法
目标开度=上次开度+output
一、PID控制系统简介
PID控制是一种利用系统偏差（期望值与实际值 偏差），通过比例、积分、微分三种控制方法计算 输出量的闭环控制。特别适用于系统参数不完全了 解的系统或者控制对象。
一、PID控制系统简介
阶跃响应是指将一个阶跃输入加到系统上时，系
统的输出。而稳态误差是指系统的响应进入稳态后， 系统的期望与实际值之间的差值。控制系统的性能可 以从稳、准、快三个方面来描述。 “稳”从阶跃响应上体现，应该是收敛的。 “准”指的是控制精度，应该体现在稳态误差上。 “快”：从加入阶跃输入到系统进入稳态之间的时间
来描述。
线性控制器
u(t) K p 1 e ( t ) TI

t
0
e(t ) dt TD
de(t ) dt
数字PID控制器
u(k) K p e(k ) K I e( j ) K D e(k ) e(k 1)
j 0 k
△u(k) （K p +KI +KD）e(k ) ( K p 2KD )e(k 1) KDe(k 2)
长，单纯的比例控制无法消除稳态误差，故需要加入积分
环节，消除系统的稳态误差。
一、PID控制系统简介
2.积分控制（I） 积分控制的作用是消除系统的稳态误差。实质就是对 偏差累积进行控制，其效果与偏差和偏差持续的时间有关。 即使在偏差很小时，积分项也会随着时间的增加而增加， 推动输出量增大使系统的稳态误差减小。