PID 比例积分微分控制

 

 

开放分类： 工控、PID、比例积分微分

　　目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理

 

论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能 控制的典
型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个
控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接
口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接

 

口送到控制器。不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制
系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID 控制及其控

制器或智能 PID 控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有
各种各样的 PID 控制器产品，各大公司均开发了具有 PID 参数自整定功能的智能调节器

(intelligent regulator)，其中 PID 控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适

应算法来实现。有利用 PID

 

控制实现的压力、温度、流量、液位控制 器，能实现 PID 控制功

能的可编程控制器(PLC)，还有可实现 PID 控制的 PC 系统等等。

　　可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现 PID 控制，而可编程控制器(PLC)

可以直接与 ControlNet 相连，如 Rockwell 的 PLC-5

 

等。还有可以实现 PID 控制功能的控制

器，如 Rockwell 的 Logix 产品系列，它可以直接与 ControlNet 相连，利用网络来实现其

 

远程控制功能。

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、开环控制系统

　　开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器

(controller)的输出没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭

 

环回路。

　　2

 

、闭环控制系统

　　闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会

反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若

 

反馈信号与系 统给定值信号相反，则称为负反馈( Negative Feedback)，若极性相同，则

称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。闭环控制系统的例

 

子很多。比如人就是一个具有负反馈 的闭环控制系统，眼睛便是传感器，充当反馈，人

体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。如果没有眼睛，就没有了反馈回路，

 

也就成了一个开环控制系 统。另例，当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是

 

否洗净，并在洗净之后能自动切断电源，它就是一个闭环控制系统。

　　3

 

、阶跃响应

　　阶跃响应是指将一个阶跃输入（step function）加到系统上时，系统的输出。稳态误差
是指系统的响应进入稳态后，系统的期望输出与实际输出之差。控制系统的性能可以用稳、

 

准、快三个字 来描述。稳是指系统的稳定性(stability)，一个系统要能正常工作，首先必须

 

是稳定的，从阶跃响应上看应该是收敛的；准是指控制系统的准确性、控 制精度，通常

用稳态误差来(Steady-state error)描述，它表示系统输出稳态值与期望值之差；快是指控制

 

系统响应的快速性，通常用上升时间来定量描述。

　　4、PID

 

控制的原理和特点