霍尼韦尔之自动控制系统中比例积分微分作用

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比例、积分、微分控制策略

比例、积分、微分控制策略

比例、积分、微分控制策略尽管不同类型的控制器,其结构、原理各不相同,但是基本控制规律只有三个:比例(P)控制、积分(I)控制和微分(D)控制。

这几种控制规律可以单独使用,但是更多场合是组合使用。

如比例(P)控制、比例-积分(PI)控制、比例-积分-微分(PID)控制等。

比例(P)控制单独的比例控制也称“有差控制”,输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系,偏差越大输出越大。

实际应用中,比例度的大小应视具体情况而定,比例度太小,控制作用太弱,不利于系统克服扰动,余差太大,控制质量差,也没有什么控制作用;比例度太大,控制作用太强,容易导致系统的稳定性变差,引发振荡。

对于反应灵敏、放大能力强的被控对象,为提高系统的稳定性,应当使比例度稍小些;而对于反应迟钝,放大能力又较弱的被控对象,比例度可选大一些,以提高整个系统的灵敏度,也可以相应减小余差。

单纯的比例控制适用于扰动不大,滞后较小,负荷变化小,要求不高,允许有一定余差存在的场合。

工业生产中比例控制规律使用较为普遍。

比例积分(PI)控制比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种,其最大优点就是控制及时、迅速。

只要有偏差产生,控制器立即产生控制作用。

但是,不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。

克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。

积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。

这里的“积分”指的是“积累”的意思。

积分控制器的输出不仅与输入偏差的大小有关,而且还与偏差存在的时间有关。

只要偏差存在,输出就会不断累积(输出值越来越大或越来越小),一直到偏差为零,累积才会停止。

所以,积分控制可以消除余差。

积分控制规律又称无差控制规律。

积分时间的大小表征了积分控制作用的强弱。

积分时间越小,控制作用越强;反之,控制作用越弱。

积分控制虽然能消除余差,但它存在着控制不及时的缺点。

因为积分输出的累积是渐进的,其产生的控制作用总是落后于偏差的变化,不能及时有效地克服干扰的影响,难以使控制系统稳定下来。

分别说明比例积分微分控制对控制系统的作用

分别说明比例积分微分控制对控制系统的作用

分别说明比例积分微分控制对控制系统的作用比例、积分和微分控制是PID控制系统中的三种基本控制方式,它们分别对控制系统起到不同的作用。

1.比例控制:比例控制是PID中最简单的一种控制方式,其控制作用仅仅依赖于偏差的大小。

比例控制器只根据偏差的大小来给出输出信号,输出信号大小正比于偏差值。

比例控制通过调节反馈信号与设定值之间的差异来实现控制目的,可以快速地响应系统的变化,但是在一些情况下可能会引起系统的振荡和过冲。

比例控制主要作用在于通过比例系数的调节来对系统的响应速度进行控制,其主要作用是调节系统响应的快慢,是一个常用的调节控制方式,能够在一定程度上满足控制的需求。

2.积分控制:积分控制是PID控制系统中的另一个重要组成部分,其控制作用主要是根据偏差的累积值来给出输出信号。

积分控制可以消除系统的稳态误差,并可以对系统的稳定性做出调节。

积分控制可以取得稳定系统的良好效果,但是在一些系统中也容易引起超调和振荡。

积分控制主要作用在于对系统的稳定性和稳态误差进行调节,可以在一定程度上提高系统的精度和性能。

3.微分控制:微分控制是PID控制系统中的最后一种控制方式,其控制作用主要是根据偏差的变化率来给出输出信号。

微分控制可以用来抑制系统的振荡和过冲,同时可以加快系统的响应速度。

微分控制可以在系统的快速响应和稳定性之间取得平衡,但是在一些系统中也容易引起震荡和不稳定。

微分控制主要作用在于对系统的响应速度和稳定性进行调节,可以在一定程度上提高系统的响应速度和抑制过冲。

综上所述,比例、积分和微分控制在PID控制系统中各有其独特的作用。

比例控制主要作用在于调节系统的响应速度,积分控制主要作用在于消除系统的稳态误差,微分控制主要作用在于抑制系统的振荡和过冲。

三者共同组成PID控制系统,可以对系统的动态特性和稳定性进行有效地控制和调节。

在实际的控制工程中,通常会根据具体的系统要求来综合考虑三种控制方式的使用,以实现最佳的控制效果。

比例、积分、微分控制策略

比例、积分、微分控制策略

比例、积分、微分控制策略尽管不同类型的控制器,其结构、原理各不相同,但是基本控制规律只有三个:比例(P)控制、积分(I)控制和微分(D)控制。

这几种控制规律可以单独使用,但是更多场合是组合使用。

如比例(P)控制、比例-积分(PI)控制、比例-积分-微分(PID)控制等。

比例(P)控制单独的比例控制也称“有差控制”,输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系,偏差越大输出越大。

实际应用中,比例度的大小应视具体情况而定,比例度太小,控制作用太弱,不利于系统克服扰动,余差太大,控制质量差,也没有什么控制作用;比例度太大,控制作用太强,容易导致系统的稳定性变差,引发振荡。

对于反应灵敏、放大能力强的被控对象,为提高系统的稳定性,应当使比例度稍小些;而对于反应迟钝,放大能力又较弱的被控对象,比例度可选大一些,以提高整个系统的灵敏度,也可以相应减小余差。

单纯的比例控制适用于扰动不大,滞后较小,负荷变化小,要求不高,允许有一定余差存在的场合。

工业生产中比例控制规律使用较为普遍。

比例积分(PI)控制比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种,其最大优点就是控制及时、迅速。

只要有偏差产生,控制器立即产生控制作用。

但是,不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。

克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。

积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。

这里的“积分”指的是“积累”的意思。

积分控制器的输出不仅与输入偏差的大小有关,而且还与偏差存在的时间有关。

只要偏差存在,输出就会不断累积(输出值越来越大或越来越小),一直到偏差为零,累积才会停止。

所以,积分控制可以消除余差。

积分控制规律又称无差控制规律。

积分时间的大小表征了积分控制作用的强弱。

积分时间越小,控制作用越强;反之,控制作用越弱。

积分控制虽然能消除余差,但它存在着控制不及时的缺点。

因为积分输出的累积是渐进的,其产生的控制作用总是落后于偏差的变化,不能及时有效地克服干扰的影响,难以使控制系统稳定下来。

自动控制原理PID算法知识点总结

自动控制原理PID算法知识点总结

自动控制原理PID算法知识点总结自动控制原理中,PID(比例-积分-微分)算法是一种广泛应用的控制方法。

它通过比例环节、积分环节和微分环节的组合,实现对控制过程的自动调节。

PID算法的核心是通过反馈控制,使被控对象的输出与期望值之间尽可能地接近。

本文将系统总结PID算法的知识点,包括算法原理、参数调节、应用案例等方面。

一、算法原理PID算法的核心思想是根据误差信号的大小和变化率,综合利用比例、积分和微分三个环节对输出信号进行调节。

具体而言,PID算法根据以下三个参数对输出信号进行计算:1. 比例环节(Proportional):比例环节根据误差信号的大小与期望值之间的差异,按照一定的比例进行调节。

比例响应快,但可能导致系统的超调和震荡。

2. 积分环节(Integral):积分环节主要用来消除稳态误差,即在长时间内系统输出值与期望值之间的差异。

积分响应较慢,但能够确保系统稳定性。

3. 微分环节(Derivative):微分环节根据误差信号的变化率,对系统的输出进行调节。

微分响应快,但可能会放大噪声信号。

通过合理地设置比例、积分和微分三个参数,可以实现系统的稳定性、快速响应和减小超调。

PID算法的数学表达式如下:\[u(t) = K_p * e(t) + K_i * \int_{0}^{t} e(\tau)d\tau + K_d *\frac{de(t)}{dt}\]其中,u(t)为控制器的输出信号,e(t)为误差信号,\(K_p\)为比例系数,\(K_i\)为积分系数,\(K_d\)为微分系数。

二、参数调节PID控制器的性能取决于比例、积分和微分三个参数的设置。

合理的参数选择可以实现系统的快速响应和稳定性。

常用的参数调节方法包括手动调节、经验调参和自整定方法。

1. 手动调节:通过设置比例系数、积分系数和微分系数的大小,对控制器的性能进行调优。

手动调节需要经验和工程实践支持,能够满足基本的控制需求。

PID 调节比例积分微分作用的特点和规律总结

PID 调节比例积分微分作用的特点和规律总结

(一)在自动控制系统中,P、I、D调节是比例调节,积分调节和微分调节作用。

调节控制质量的好坏取决于控制规律的合理选取和参数的整定。

在控制系统中总是希望被控参数稳定在工艺要求的范围内。

但在实际中被控参数总是与设定值有一定的差别。

调节规律的选取原则为:调节规律有效,能迅速克服干扰。

比例、积分、微分之间的联系与相匹配使用效果比例调节简单,控制及时,参数整定方便,控制结果有余差。

因此,比例控制规律适应于对象容量大负荷变化不大纯滞后小,允许有余差存在的系统,一般可用于液位、次要压力的控制。

比例积分控制作用为比例及时加上积分可以消除偏差。

积分会使控制速度变慢,系统稳定性变差。

比例积分适应于对象滞后大,负荷变化较大,但变化速度缓慢并要求控制结果没有余差。

广泛使用于流量,压力,液位和那些没有大的时间滞后的具体对象。

比例微分控制作用:响应快、偏差小,能增加系统稳定性,有超前控制作用,可以克服对象的惯性,控制结果有余差。

适应于对象滞后大,负荷变化不大,被控对象变化不频繁,结果允许有余差的系统。

在自动调节系统中,E=SP-PV。

其中,E为偏差,SP为给定值,PV为测量值。

当SP 大于PV时为正偏差,反之为负偏差。

比例调节作用的动作与偏差的大小成正比;当比例度为100时,比例作用的输出与偏差按各自量程范围的1:1动作。

当比例度为10时,按lO:l动作。

即比例度越小。

比例作用越强。

比例作用太强会引起振荡。

太弱会造成比例欠调,造成系统收敛过程的波动周期太多,衰减比太小。

其作用是稳定被调参数。

积分调节作用的动作与偏差对时间的积分成正比。

即偏差存在积分作用就会有输出。

它起着消除余差的作用。

积分作用太强也会引起振荡,太弱会使系统存在余差。

微分调节作用的动作与偏差的变化速度成正比。

其效果是阻止被调参数的一切变化,有超前调节的作用。

对滞后大的对象有很好的效果。

但不能克服纯滞后。

适用于温度调节。

使用微分调节可使系统收敛周期的时间缩短。

HoneywellDCS系统简介一

HoneywellDCS系统简介一

HoneywellDCS系统简介一一.概述1. 点的分类点(POINT)可以看做是数据库中的记录,由参数列表组成从功能上可分为系统点和过程点。

系统点包括对系统的组态信息;过程点有分为硬件点和软件点,硬件点指完成基本I/O功能的过程点,软件点完成控制功能及逻辑运算等软件功能。

系统点的名称由系统自动给定,为无名点,过程点多为有名点,也可定义为无名点。

2.点的组态方法1)在US/GUS上通过PED(Parameter Entry Display)进行填表式组态,适用于小批量或局部修改。

2)在PC机上利用WORKBOOK软件进行填表式组态,生成EB 文件,再下装到HPM中,适用于批量组态及预先组态。

3)在PC机上利用TPS Build软件进行联机式组态,生成EB文件,再下装到HPM中,适用于批量组态及预先组态。

3.点的细目画面用于显示过程点的信息,变量,报警及组态的详细画面。

可选中一个点直接按DETAIL键,或先按DETAIL键再输入点名可调出点的细目画面。

二. 建立HPM的控制策略Engineer Menu→NETWORK INTERFACE MODULE→UCN NODE CONFIGURATION Enginee r Menu→NETWORK INTERFACE MODULE→NODE SPECIFIC CONFIGURATION1. HPM的扫描速率硬件点为1/4S,软件点的扫描周期需在组态HPM时定义,分为1S,1/2S,1/4S三种。

2. HPM的控制要求1)PU(Processing Unit)是一个时间概念,用来衡量HPMM CPU的软件处理能力,一个HPM最大每秒可处理800个PU。

2)MU(Memory Unit)是衡量HPMM内存容量的单位。

一个HPM最大可处理20000个MU。

3)LU(Link UNIT)是用来衡量I/O LINK电缆带宽的单位。

1000LU/HPM3. HPM的冗余方式HPM的冗余其实就是HPMM的冗余,过程板的冗余在组态IOP 时定义。

比例-积分-微分(pid)控制算法

比例-积分-微分(pid)控制算法

PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法是一种广泛应用于工业控制系统的
反馈控制算法。

PID控制器通过测量过程变量和设定点之间的差异(误差),通过
比例项、积分项和微分项来计算控制输出,以调整系统的行为,使其更接近设定点。

下面详细解释PID控制算法的三个部分:
1.比例项(P):
–比例项与当前误差成正比。

其作用是根据误差的大小,产生一个与误差成比例的控制输出。

–公式:P=K p×e(t)
其中,K p是比例增益,e(t)是当前的误差。

2.积分项(I):
–积分项与误差的积分成正比。

它的作用是消除系统的静态误差,特别是当系统处于稳态时仍然存在的误差。

–公式:I=K i×∫e(t) dt
其中,K i是积分增益,∫e(t) dt表示误差的积分。

3.微分项(D):
–微分项与误差的变化率成正比。

其作用是抑制系统的振荡和提高系统的稳定性。

–公式:D=K d×de(t)
dt
表示误差的导数。

其中,K d是微分增益,de(t)
dt
最终的控制输出(u(t))是这三个项的线性组合:
u(t)=P+I+D
在实际应用中,调整PID控制器的性能通常需要调整比例增益K p、积分增益K i和
微分增益K d,这需要一定的经验和实验。

综合来说,PID控制器可以通过对比实际输出和设定点,调整控制输出,使系统更
加稳定、快速地达到设定点,并且在面对不同的工业控制问题时具有广泛的适用性。

比例积分微分控制及其调节过程初学

比例积分微分控制及其调节过程初学

比例积分微分控制及其调节过程初学引言在自动控制系统中,比例积分微分控制(Proportional Integral Derivative Control, PID控制)被广泛应用于工业过程控制、机器人控制、飞行器操纵等各种领域。

本文将介绍比例积分微分控制的基本原理以及其调节过程初学。

1. 比例控制(Proportional Control)比例控制是 PID 控制中的第一个组成部分。

它的控制输出与误差信号(偏差)成正比。

其控制公式可以表示为:$$ \\text{Output}(t) = K_p \\cdot \\text{Error}(t) $$其中,K p是比例增益参数,$\\text{Error}(t)$ 表示当前的误差信号。

比例控制的作用是减小偏差信号,促使系统迅速稳定到给定的参考输入值。

然而,仅仅应用比例控制无法完全消除稳态误差。

2. 积分控制(Integral Control)积分控制是 PID 控制中的第二个组成部分。

它积累了误差信号的累积值,并将其乘以一个积分增益参数。

积分控制的目标是消除稳态误差。

积分控制的公式可以表示为:$$ \\text{Output}(t) = K_i \\cdot \\int_0^t{\\text{Error}(\\tau)d{\\tau}} $$其中,K i是积分增益参数。

通过调节积分增益参数,我们可以控制系统对于稳态误差的响应。

较高的积分增益会加速误差信号的积累,从而更快地消除稳态误差。

然而,过大的积分增益可能引起系统的超调或震荡。

3. 微分控制(Derivative Control)微分控制是 PID 控制中的第三个组成部分。

它对误差信号的变化率进行测量,并将其乘以一个微分增益参数。

微分控制的目标是抑制系统的超调以及提高系统的稳定性。

微分控制的公式可以表示为:$$ \\text{Output}(t) = K_d \\cdot \\frac{d\\text{Error}(t)}{dt} $$其中,K d是微分增益参数。

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霍尼韦尔之自动控制系统中比例、积分、微分作用自动控制系统中什么是比例、积分、微分调节规律?在自动控制中各起什么作用?
自动控制系统为了克服干扰,稳定工况系统,把各种干扰分解成比例、微分、积分等规律,为了克服这些干扰,相应提出了比例、积分、微分等控制规律。

比例调节规律是调节器输出与被测参数的偏差值成比例的调节规律。

比例调节规律在时间上没有延迟,调节及时。

特征常数为比例度,比例度越小调节作用越强,调节作用太强会引起振荡,但调节作用太小又起不到应有的调节作用。

积分调节规律是调节器输出的变化量与偏差随时间的积分成比例。

它是用来消除余差。

特征常数为积分时间,积分时间越小,积分作用越强,积分作用太强会引起振荡。

微分调节规律是调节器的输出与输入偏差变化的速度成比例。

它是用来克服调节对象的在时间常数和容量滞后的影响。

特征常数为微分时间,微分时间越大,微分作用越强,太大也会引起振荡。

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