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文章詳情

PID控制——比例控制、積分控制、微分控制

日期:2025-08-30 14:03
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摘要:
比例控制
比例控制(P)是一種*簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。根據(jù)設(shè)備有所不同,比例帶一般為2~10%(溫度控制)。但是,僅僅是P控制的話,會產(chǎn)生下面將提到的offset (穩(wěn)態(tài)誤差),所以一般加上積分控制(I),以消除穩(wěn)態(tài)誤差。

比例帶與比例控制(P)輸出的關(guān)系如圖所示。用MVp運算式的設(shè)定舉例:

PB(比例帶)%
 
MVp(操作輸出)
1
=>
100/1×誤差 = 100×誤差
50
=>
100/50×誤差 = 2×誤差
100
=>
100/100×誤差 = 1×誤差
200
=>
100/200×誤差 = 0.5×誤差


比例帶與輸出的關(guān)系

比例帶與輸出的關(guān)系


穩(wěn)態(tài)誤差(Off set)

比例控制中,經(jīng)過一定時間后誤差穩(wěn)定在一定值時,此時的誤差叫做穩(wěn)態(tài)誤差(offset)。僅用比例控制的時候,根據(jù)負載的變動及設(shè)備的固有特性不同,會出現(xiàn)不同的穩(wěn)態(tài)誤差。負載特性與控制特性曲線的交點和設(shè)定值不一致是產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差的原因。比例帶小時不會產(chǎn)生。為消除穩(wěn)態(tài)誤差,我們設(shè)定手動復(fù)位值--manualreset值(MR),以消除控制誤差。

比例運作產(chǎn)生的off set

比例控制產(chǎn)生的off set


手動復(fù)位(Manual reset)

MR: manual reset值
MR: manualreset值

如前所述,僅用比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差。為此,將MR(manualreset值)設(shè)為可變,則可自由整定(即調(diào)整)調(diào)節(jié)器的輸出。只要手動操作輸出相當(dāng)于offset的量,就能與目標值一致。這就叫做手動復(fù)位(manualreset),通常比例調(diào)節(jié)器上配有此功能。在實際的自動控制中,每次發(fā)生offset時以手動進行reset的話,這樣并不實用。在后面將敘述的積分控制功能,能自動消除穩(wěn)態(tài)誤差。

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