PID控制原理和PID控制器参数对控制性能的影响
5.1 pid控制原理
常规连续系统中，pid控制器对输入的误差信号进行比例、积分和微分运算，从而 给出控制信号。pid控制是一种简单有效的控制算法，鲁棒性（稳定性）强，对动态过 程无需知道太多便可以达到比较满意的控制效果，正好适合爬行的adams仿真模型。 图5.2中整个框内是个为pid控制器，，pid控制器的输出值_取决于系统给定值咐 和系统输出值的偏差ew、偏差的积分、偏差的微分的线性加权组合。
5.2 pi d控制器参数对控制性能的影响
5.2.1 比例控制rkp；对控制性能的影响
在连续控制中，比例控制器是的一种，其输出值随输入值成比例变化。
由式5.4可以看出，比例控制器始终产生一个与输入信号成正比的输出值。输入信 号即为系统的被调量与给定值的偏差心故若偏差存在，比例控制器就有相应的控制作用 输出至被控对象，使偏差减少，从而抑制干扰的影响。
但是比例控制存在一个缺点就是：不能克服静态误差。比例控制作用是以偏差的存 在为前提的，一旦偏差不存在，比例控制器的输出值则为零。 5.2.2积分控制m ；对控制性能的影响在连续控制中，积分控制是保证系统控制无静态误差的关键。对于积分控制器，其 输出值与输入值的积分成正比。假设为控制器的输出，为控制器的输入，7}为积 分时间常数，则积分控制器的表达式为：
积分控制器的输出值与输入值的积分成正比，因此只要有输入值存在，其输出值就 会不断加强直到克服干扰为止。被调控量的偏差消失以后，由于积分规律的特点，输出 将停留在新的位置而不复回原位，因而能保证控制静态误差为零。
单纯的积分控制器控制动作缓慢，在改善静态准确度的同时使控制的动态品质变差， 过度过程时间延长，甚至造成系统不稳定。在实际工业中，不能单独使用，必须和比例 控制结合使用。积分作用和比例作用是相对的，当比例作用弱的时候，积分作用也必须 得减弱，积分作用是辅助比例作用进行调节的。
比例积分控制存在缺点：由于pi控制不适合具有滞后性的控制对象；相对与比例控 制响应速度变慢，稳定性变差；会存在积分过饱和现象导致控制器调节出现偏差；参数 整定时困难增加。
5.2.3微分控制(td)对控制性能的影响
微分控制的主要作用是改善系统的动态性能，对于微分控制器，其输出值与输入值 的微分成正比。假设vw为控制器的输出，e的为控制器的输入，h为微分时间常数，则 微分控制器的时间表达常数为：
微分控制器的输出与输入的变化率成正比，因此微分控制器能在输入信号出现或者 变化的瞬间，根据变化的趋势产生输出作用。若输入的信号为系统偏差信号，则微分作 用能将偏差尽快消除。
单纯的微分控制器对静态偏差也没有抑制力，不能单独使用，要和比例控制或者比 例积分控制结合起来使用，变成比例微分控制或者比例积分微分控制。
pd调节器在调节系统偏差时，能够快速达到理想值，使系统在短的时间内得 到强化调节，可调节静态偏差，适用于大滞后环节；pid控制器结合了 pd调节器的 快速性和pi调节器的无静差（精确定位）特点，达到了比较高的调节质量。
本文采摘自“振动对数控机床进给系统爬行的影响”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！
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5.2.1 比例控制rkp；对控制性能的影响
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由式5.4可以看出，比例控制器始终产生一个与输入信号成正比的输出值。输入信 号即为系统的被调量与给定值的偏差心故若偏差存在，比例控制器就有相应的控制作用 输出至被控对象，使偏差减少，从而抑制干扰的影响。
但是比例控制存在一个缺点就是：不能克服静态误差。比例控制作用是以偏差的存 在为前提的，一旦偏差不存在，比例控制器的输出值则为零。 5.2.2积分控制m ；对控制性能的影响在连续控制中，积分控制是保证系统控制无静态误差的关键。对于积分控制器，其 输出值与输入值的积分成正比。假设为控制器的输出，为控制器的输入，7}为积 分时间常数，则积分控制器的表达式为：
积分控制器的输出值与输入值的积分成正比，因此只要有输入值存在，其输出值就 会不断加强直到克服干扰为止。被调控量的偏差消失以后，由于积分规律的特点，输出 将停留在新的位置而不复回原位，因而能保证控制静态误差为零。
单纯的积分控制器控制动作缓慢，在改善静态准确度的同时使控制的动态品质变差， 过度过程时间延长，甚至造成系统不稳定。在实际工业中，不能单独使用，必须和比例 控制结合使用。积分作用和比例作用是相对的，当比例作用弱的时候，积分作用也必须 得减弱，积分作用是辅助比例作用进行调节的。
比例积分控制存在缺点：由于pi控制不适合具有滞后性的控制对象；相对与比例控 制响应速度变慢，稳定性变差；会存在积分过饱和现象导致控制器调节出现偏差；参数 整定时困难增加。
5.2.3微分控制(td)对控制性能的影响
微分控制的主要作用是改善系统的动态性能，对于微分控制器，其输出值与输入值 的微分成正比。假设vw为控制器的输出，e的为控制器的输入，h为微分时间常数，则 微分控制器的时间表达常数为：
微分控制器的输出与输入的变化率成正比，因此微分控制器能在输入信号出现或者 变化的瞬间，根据变化的趋势产生输出作用。若输入的信号为系统偏差信号，则微分作 用能将偏差尽快消除。
单纯的微分控制器对静态偏差也没有抑制力，不能单独使用，要和比例控制或者比 例积分控制结合起来使用，变成比例微分控制或者比例积分微分控制。
pd调节器在调节系统偏差时，能够快速达到理想值，使系统在短的时间内得 到强化调节，可调节静态偏差，适用于大滞后环节；pid控制器结合了 pd调节器的 快速性和pi调节器的无静差（精确定位）特点，达到了比较高的调节质量。
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