說明:在積分I控制中,控制器的輸出與輸入誤差訊號的積分成正比關係。對一個自動控制系統,如果在進入穩態後存在穩態誤差,則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統(System with Steady-state Error)。為了消除穩態誤差,在控制器中必須引入積分項。積分項對誤差取決於時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小,直到等於零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。
最近從網上看到了一種對PID的解釋,比較通俗易懂,也好記住,經過自己的整理後說明如下。
控制模型:你控制一個人讓他以PID控制的方式走110步後停下。
(1)P比例控制,就是讓他走110步,他按照一定的步伐走到一百零幾步(如108步)或100多步(如112步)就停了。
說明:P比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差訊號成比例關係。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差(Steady-state error)。
(2)PI積分控制,就是他按照一定的步伐走到112步然後回頭接著走,走到108步位置時,然後又回頭向110步位置走。在110步位置處來回晃幾次,最後停在110步的位置。
說明:在積分I控制中,控制器的輸出與輸入誤差訊號的積分成正比關係。對一個自動控制系統,如果在進入穩態後存在穩態誤差,則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統(System with Steady-state Error)。為了消除穩態誤差,在控制器中必須引入積分項。積分項對誤差取決於時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小,直到等於零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。
(3)PD微分控制,就是他按照一定的步伐走到一百零幾步後,再慢慢地向110步的位置靠近,如果最後能精確停在110步的位置,就是無靜差控制;如果停在110步附近(如109步或111步位置),就是有靜差控制。
說明:在微分控制D中,控制器的輸出與輸入誤差訊號的微分(即誤差的變化率)成正比關係。自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩,其原因是由於存在有較大慣性元件(環節)或有滯後(