id控制器及pid參數(shù)整定(已修改)
2025-05-26 16:55 本頁面
【正文】 PID控制器及 PID參數(shù)整定 授課內(nèi)容： ? 自動控制原理的一般概念 ? 控制系統(tǒng)的性能指標 ? P、 I、 D在控制系統(tǒng)中的作用 ? PID參數(shù)整定方法 1 自動控制規(guī)律的一般概念 ? 所謂自動控制，就是指在沒有人直接參與的情況下，利用控制器使被控對象 (如機器、設備和生產(chǎn)過程 )的某些物理量 (或工作狀態(tài) )能自動地按照預定的規(guī)律變化 (或運行 )。完成這一過程的所有元件與裝置組成的整體就稱為自動控制系統(tǒng)。 ? 現(xiàn)代數(shù)字計算機的迅速發(fā)展，為自動控制技術(shù)的應用開辟了廣闊的前景。使它不僅大量應用于空間技術(shù)、科技、工業(yè)、交通管理、環(huán)境衛(wèi)生等領(lǐng)域，而且它的概念和分析問題的方法也向其他領(lǐng)域滲透。例如政治、經(jīng)濟、教學等領(lǐng)域中的各種體系；人體的各種功能；自然界中的各種生物學系統(tǒng)，都可視為是一種控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)的廣泛應用不僅能使生產(chǎn)設備或過程實現(xiàn)自動化，極大地提高了勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的質(zhì)量，改善了勞動條件。 ? 目前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標志。同時 ,控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。智能控制的典型實例是模糊全自動洗衣機等。自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個控制系統(tǒng)包括控制器 ﹑ 傳感器 ﹑ 變送器 ﹑ 執(zhí)行機構(gòu) ﹑ 輸入輸出接口?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口 ﹑ 執(zhí)行機構(gòu)﹐ 加到被控系統(tǒng)上 ﹔ 控制系統(tǒng)的被控量 ﹐ 經(jīng)過傳感器﹐ 變送器 ﹐ 通過輸入接口送到控制器。不同的控制系統(tǒng) ﹐ 其傳感器 ﹑ 變送器 ﹑ 執(zhí)行機構(gòu)是不一樣的。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。 ? ?自動控制是一門理論性很強的科學技術(shù)，一般泛稱為 “ 自動控制技術(shù) ” 。把實現(xiàn)自動控制所需的各個部件按一定的規(guī)律組合起來，去控制被控對象，這個組合體叫做 “ 控制系統(tǒng) ” 。分析與綜合控制系統(tǒng)的理論稱之為“ 控制理論 ” 。 ?自動控制系統(tǒng)的種類較多，被控制的物理量有各種各樣，如溫度、壓力、流量、電壓、轉(zhuǎn)速、位移和力等。組成這些控制系統(tǒng)的元、部件雖然有較大的差異，但是系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)卻相類同，且一般都是通過機械、電氣、液壓等方法代替人工控制。 ? 、開環(huán)控制系統(tǒng) ?開環(huán)控制系統(tǒng) (openloop control system)是指被控對象的輸出 (被控制量 )對控制器(controller)的輸出沒有影響。在這種控制系統(tǒng)中 ,不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環(huán)回路。 ? ? 、閉環(huán)控制系統(tǒng) ? 閉環(huán)控制系統(tǒng) (closedloop control system)的特點是系統(tǒng)被控對象的輸出 (被控制量 )會反送回來影響控制器的輸出 ,形成一個或多個閉環(huán)。閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負反饋 ,若反饋信號與系統(tǒng)給定值信號相反 ,則稱為負反饋 ( Negative Feedback),若極性相同 ,則稱為正反饋 ,一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負反饋 ,又稱負反饋控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的例子很多。比如人就是一個具有負反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng) ,眼睛便是傳感器 ,充當反饋 ,人體系統(tǒng)能通過不斷的修正最后作出各種正確的動作。如果沒有眼睛 ,就沒有了反饋回路 ,也就成了一個開環(huán)控制系統(tǒng)。另例 ,當一臺真正的全自動洗衣機具有能連續(xù)檢查衣物是否洗凈 ,并在洗凈之后能自動切斷電源 ,它就是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。 ?一個典型的反饋控制系統(tǒng)基本組成
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