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HTM
166 行
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<!-- saved from url=(0064)http://www.imeter.com.cn/science/science/science_tech_right1.htm --><HTML><HEAD><TITLE>科技发展</TITLE>
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<P class=p9><B><A name=head></A>4）比例积分微分（PID）控制器</B></P>
<BLOCKQUOTE class=p9>
<P
class=p9> 引入微分作用是为了有利于控制多容量有滞后的过程，因为微分可使控制器克服系统的惯性而使控制能按被控变量的变化速度而动作，（即对时间的导数成比例），因而更有利于控制作用，特别用于温度控制。微分控制作用是有不同方向变化的，它是受偏差为上升或下降而决定的。所以，在稳态时，偏差为零，微分作用停止；也就是说，微分作用是不能单独使用。一般，它总是和比例或比例积分相结合构成PD或PID的控制方式。
<BR></P>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="90%" align=center border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD height=172>
<DIV class=p9 align=center>
<TABLE height=168 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=300 border=0>
<TBODY>
<TR>
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<TR>
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<TR>
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border=0></TD></TR></TBODY></TABLE>图 11</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P><BR> 图11为有微分作用时使校正作用增强的示意。以PD控制器为例，在输入作阶跃变化时，PD控制器的控制校正作用时间会比单纯比例控制器快一个时间差<FONT
size=4>t</FONT><FONT
size=-2>d</FONT>，即微分时间。因为微分作用是按偏差的变化趋势而动作，比单纯按偏差本身数值，在时间上有一超前作用，在相位上也有超前作用。</P>
<P> 在使用微分作用时要注意的是：<BR> ①不宜用在大纯时滞对象，因为在滞后时间内，被控变量不敏感，对变化趋势不起响应，所以引入微分对控制品质改善不明显。<BR> ②在测量信号中不应含有高频噪音，即使很小幅值，也会被微分作用放大，如流量信号，一般不宜引入微分作用。<BR> <BR> 由于单一的PD控制器在工业上适用面不广，一般都是和PI控制器结合构成PID控制器。使PID控制器兼有PI和PD双重作用，对克服系统的外扰能力更强，有利于提高系统的稳定性，使控制品质得到全面改善。<BR> <BR> PID控制器的数学表达式为：
</P>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="60%" align=center border=0>
<TBODY>
<TR>
<TD height=77>
<DIV align=center>
<TABLE height=70 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=346 border=0>
<TBODY>
<TR>
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<TD width=115 height=23><IMG height=23 alt=temp2Row1xCol2.jpg
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<TR>
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<TR>
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border=0></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P> 上式中符号，除上面已经说明外，要补充说明的为微分项输出<IMG height=42
src="part1.files/shuchuxiang.jpg" width=40
align=absMiddle>。<BR> 图12是PI和PD二个环节连接方式，图12a为一般连接方法，图12b为微分先行方法。</P>
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<TBODY>
<TR>
<TD>
<DIV align=center>
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<TR>
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<TR>
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<TR>
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border=0></TD></TR></TBODY></TABLE><SPAN class=p9><BR>图 12a
一般连接</SPAN></DIV></TD></TR>
<TR>
<TD>
<DIV class=p9 align=center><BR><BR>
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<TR>
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border=0></TD></TR></TBODY></TABLE><BR>图 12b
微分先行</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
<P><BR> 目前，有些PID控制器具有微分先行和积分分离功能，其目的是为了更进一步提高控制系统功能。微分先行是仅对测量值进行微分作用，使设定值改变时不会产生冲动而使过程扰动。<BR> <BR> 积分分离是对积分控制作用一种改进措施。把偏差设计在一定范围内引入积分作用，超出这一范围就不让积分进行下去而切断，在切断瞬间保持输出不变。在具体实现上是在回路中设置一门限值以控制积分作用引入或被切断。因为有些系统在启动时，允许设定值有一定幅度变化或允许短期存在余差，这时，可以把积分切除，待系统稳定，偏差减小到规定门限值，再自动把积分作用引入。<BR> <BR> 以上所谈的属于时间连续型的控制规律，也是模拟式控制器所使用最广的类型。
</P>
<P></P>
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<TR>
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<HR>
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href="http://www.imeter.com.cn/science/science/science_tech_right.htm"
target=_self><FONT color=#000099 size=3>回到标题</FONT></A>
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