比例积分微分控制

复习
1、基本的控制规律有哪几种？ 2、双位控制规律的特点？ 3、比例控制规律的特点？
三、积分控制
当对控制质量有更高要求时，就需要在比例控制的基 础上，再加上能消除余差的积分控制作用。
• 1、积分控制规律及其特点
积分控制作用的输出变化量Δp与输入偏 差e的积分成正比，用I表示，即
p KI edt
在实际中，常用积分时间Ti来表示积分作用的强弱， Ti 1 Ki
Ti越小积分控制作用越强，
Ti越大积分控制作用越弱。
• 2、比例积分控制规律
比例与积分两种作用的输出之和.
y

1

e
ห้องสมุดไป่ตู้

1 Ti
t edt
0

特点： 控制及时，克服偏差有力，具有能消除余 差的性能。
四、微分控制
2、比例微分控制系统 实际微分控制规律是由两部分组成：比例 作用与近似微分作用。
当输入阶跃信号A后，
微分控制器在阶跃信号的作用下, 输出Δp一开始就立即升高到输入幅 值A的Kd倍,然后再逐渐下降,到最 后就只有比例作用A了。
微分放大倍数Kd决定了微分控制 器在阶跃作用瞬间的最大输出幅度。
图9-18 实际微分器输出 变化曲线

pP
pI
pD

1

e

1 TI
edt
TD
de dt

三个可调参数
比例度δ 、积分时间 TI和微 分时间 TD。
适用场合
对象滞后较大、负荷变化较 快、不允许有余差的情况。
图9-20 PID控制器输出特性
控制规律
比例控制、积分控制、微分 控制。
• 1、微分控制规律：
y TD de dt
TD——微分时间
TT
TC
微分的输出只与偏差变化速度有关，而与
偏差是否存在、偏差的大小无关。当偏差
燃料油 固定不变时，无论其数值有多大，输出都
为零。故不单独使用。
阶跃偏差下的开环输出特性：
y = { 0 （t≠t0 ）
∞ （t = t0 ）
图9-17 微分控制的动态特性
结
论
积分控制的输出，不仅取决于偏差信号的大小,而 且主要取决于偏差存在的时间长短。
积分控制作用在最后达到稳定时，偏差等于零。
当输入偏差是常数A时 p KI edt KI At
1、输入是阶跃信号时，输出是一 直线，斜率为Ki，Ki越大，积分作 用越强。
图9-12 积分控制规律
2、只要偏差存在，积分控制输出 是随时间不断增大（减小）。
微分时间Td是是可以调
整的，Td大则微分作用强，
Td小则微分作用弱。
3、比例积分微分控制
将比例、积分、微分三种作用结合起来，称为比例积分 微分三作用控制器，或简称三作用控制器，习惯上用PID 表示。
p

pP

pI

pD

1

e
1 TI
edt
TD
de dt

p