全方面解读PID涵义 pid是什么意思( 三 ) _稳态误差

(3）差动 (D) 控制
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比。为了克服误差，自动控制系统在调整过程中可能会出现振荡甚至变得不稳定。原因是存在较大的惯性分量（链接）或滞后（延迟）分量，具有抑制误差的作用，其变化总是滞后于误差的变化。解决方法是“引导”误差抑制效果的变化，即误差接近零时，误差抑制效果应该为零。也就是说，在控制器中仅仅引入“比例”项往往是不够的。比例项的作用只是放大误差的幅度，而目前需要添加的是“微分项” ，它可以预测误差变化的趋势，这样，比例+微分的控制器可以使抑制误差的控制效果等于零甚至负提前，从而避免控制变量的严重超调。因此，对于惯性或滞后较大的被控对象，比例+微分（PD）控制器可以在调整过程中改善系统的动态特性。
在设置PID参数时，如果有理论方法来确定PID参数当然是最理想的方法，但在实际应用中， PID参数更多是通过反复试验来确定的。

文章插图

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增加比例系数 P 通常会加快系统的响应速度。在静态误差的情况下，减少静态误差是有利的。但是，如果比例系数过大，系统会产生比较大的超调，并且会引起振荡，从而改变稳定性。坏的。
增加积分时间I有利于减少超调，减少振荡，增加系统的稳定性，但系统静态误差的消除时间变长。
增加微分时间D有利于加快系统的响应速度，减少系统的超调，增加稳定性，但削弱了系统抑制扰动的能力。
试用时可参考上述参数对系统控制过程的影响趋势，实施先比例、后积分、后微分的设置步骤进行参数调整。
?PID控制器参数整定方法
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它根据被控过程的特点确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间。PID控制器参数整定的方法有很多，可以概括为两类：
一、理论计算调优方法
主要是根据系统的数学模型，通过理论计算确定控制器参数。该方法得到的计算数据不能直接使用，必须通过工程实践进行调整修改；
二、工程调优方法
它主要依靠工程经验，直接在控制系统的测试中进行，方法简单易掌握，在工程实践中得到广泛应用。PID控制器参数的工程整定方法主要有临界比例法、响应曲线法和衰减法。三种方法各有特点，共同点是通过测试，然后根据工程经验公式调整控制器参数。但无论采用哪种方法，最终得到的控制器参数都需要在实际运行中进行调整和完善。

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现在普遍采用的是临界比率法。用这种方法调整PID控制器的参数，步骤如下：
(1) 先预选一个足够短的采样周期，让系统工作；
(2) 只加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，此时记录比例放大系数和临界振荡周期；
(3) PID控制器的参数是在一定的控制下通过公式计算得到的。