微分作用不能单独使用, PID 控制原理: 1、比例(P)控制 :比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输 入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 2、积分(I)控制 :在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正 比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制 系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入 “积分项”。 积分项对误差取决于时间的积分, 随着时间的增加, 积分项会增大。 这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出 增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以 使系统在进入稳态后无稳态误差。 3、微分(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)成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出 现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后组件,具 有抑制误差的作用, 其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的 作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是 说, 在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的 幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有 比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值, 从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微 分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。 PID 参数的设置的大小,一方面是要根据控制对象的具体情况而定;另一方 面是经验。 是解决幅值震荡, 大了会出现幅值震荡的幅度大, P P 但震荡频率小, 系统达到稳定时间长;I 是解决动作响应的速度快慢的,I 大了响应速度慢,反 之则快;D 是消除静态误差的,一般 D 设置都比较小,而且对系统影响比较小。 现在一般采用的是临界比例法。