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PID控制�
閱讀�7319�(shí)間:2011-06-16 10:38:50

  PID控制器(比例-積分-微分控制器)由比例單� P、積分單� I 和微分單� D 組成。是根據(jù)PID控制原理�(duì)整�(gè)控制系統(tǒng)�(jìn)行偏差調(diào)節(jié),從而使被控變量的實(shí)際值與工藝要求的預(yù)定值一�。通過(guò)Kp� Ki和Kd三�(gè)參數(shù)的設(shè)�。PID控制器主要適用于基本線性和�(dòng)�(tài)特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng)�

理論基礎(chǔ)

  PID是以它的三種糾正算法而命名的。這三種算法都是用加法�(diào)整被控制的數(shù)�。而實(shí)際上這些加法�(yùn)算大部分變成了減法運(yùn)算因?yàn)楸患�?shù)總是�(fù)值。這三種算法是�

  比例�

  �(lái)控制�(dāng)�,誤差值和一�(gè)�(fù)常數(shù)P(表示比例)相乘,然后和�(yù)定的值相�。P只是在控制器的輸出和系統(tǒng)的誤差成比例的時(shí)候成立。這種控制器輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例�(guān)�。比如說(shuō),一�(gè)電熱器的控制器的比例尺范圍是10°C,它的預(yù)定值是20°C。那么它�10°C的時(shí)候會(huì)輸出100%,在15°C的時(shí)候會(huì)輸出50%,在19°C的時(shí)候輸�10�,注意在誤差�0的時(shí)候,控制器的輸出也是0�

  積分�

  �(lái)控制�(guò)去,誤差值是�(guò)去一段時(shí)間的誤差�,然后乘以一�(gè)�(fù)常數(shù)I,然后和�(yù)定值相�。I從過(guò)去的平均誤差值來(lái)找到系統(tǒng)的輸出結(jié)果和�(yù)定值的平均誤差。一�(gè)�(jiǎn)單的比例系統(tǒng)�(huì)振蕩,會(huì)在預(yù)定值的附近�(lái)回變�,因?yàn)橄到y(tǒng)�(wú)法消除多余的糾正。通過(guò)加上一�(gè)�(fù)的平均誤差比例�,平均的系統(tǒng)誤差值就�(huì)總是減少。所�,最終這�(gè)PID回路系統(tǒng)�(huì)在預(yù)定值定下來(lái)�

  �(dǎo)�(shù)�

  �(lái)控制將來(lái),計(jì)算誤差的一階導(dǎo),并和一�(gè)�(fù)常數(shù)D相乘,和�(yù)定值相加。這�(gè)�(dǎo)�(shù)的控制會(huì)�(duì)系統(tǒng)的改變作出反�(yīng)。導(dǎo)�(shù)的結(jié)果越�,那么控制系�(tǒng)就對(duì)輸出�(jié)果作出更快速的反應(yīng)。這�(gè)D參數(shù)也是PID被稱為可�(yù)�(cè)的控制器的原因。D參數(shù)�(duì)減少控制器短期的改變很有幫助。一些實(shí)際中的速度緩慢的系�(tǒng)可以不需要D參數(shù)� 用更的話�(lái)�,一�(gè)PID控制器可以被稱作一�(gè)在頻域系�(tǒng)的濾波器。這一�(diǎn)在計(jì)算它是否�(huì)最終達(dá)到穩(wěn)定結(jié)果時(shí)很有�。如果數(shù)值挑選不�(dāng),控制系�(tǒng)的輸入值會(huì)反復(fù)振蕩,這導(dǎo)致系�(tǒng)可能永遠(yuǎn)�(wú)法達(dá)到預(yù)�(shè)��

特�

  1.16段程序控�

  2.可調(diào)整PV�(bǔ)�

  3.單段升溫斜率控制

  4.手動(dòng)/自動(dòng)�(wú)擾切�

  5.輸入/輸出完全隔離

  6.加熱/冷卻雙重輸出

  7.具有PV、SV值變送功�

  8.高精度、低�(jià)�、易操作

  9.�(shè)定值可由外部設(shè)定輸�

  10.3組報(bào)警�17種報(bào)警模式可�

  11.自診斷功�,可顯示故障狀�

  12.輸出緩啟�(dòng),可�(yù)�(shè)啟動(dòng)輸出�

  13.可輸入各種熱電偶、熱電阻或線性信�(hào)

�(diào)試方�

  比例系數(shù)的調(diào)節(jié)

  比例系數(shù)P的調(diào)節(jié)范圍一般是�0.1--100。如果增益值取 0.1,PID �(diào)節(jié)器輸出變化為十分之一的偏差�。如果增益值取 100� PID �(diào)節(jié)器輸出變化為一百倍的偏差�??梢?jiàn)該值越�,比例產(chǎn)生的增益作用越大。初�(diào)�(shí),選小一�,然后慢慢調(diào)�,直到系�(tǒng)波動(dòng)足夠小時(shí),再該調(diào)節(jié)積分或微分系�(shù)。過(guò)大的P值會(huì)�(dǎo)致系�(tǒng)不穩(wěn)�,持�(xù)振蕩;過(guò)小的P值又�(huì)使系�(tǒng)反應(yīng)遲鈍。合適的值應(yīng)該使系統(tǒng)由足夠的靈敏度但又不�(huì)反應(yīng)�(guò)于靈敏,一定時(shí)間的遲緩要靠積分�(shí)間來(lái)�(diào)節(jié)�

  積分系數(shù)的調(diào)節(jié)

  積分�(shí)間常�(shù)的定義是,偏差引起輸出增�(zhǎng)的時(shí)�。積分時(shí)間設(shè)� 1�,則輸出變化 100%所需�(shí)間為 1 秒。初�(diào)�(shí)要把積分�(shí)間設(shè)置長(zhǎng)�,然后慢慢調(diào)小直到系�(tǒng)�(wěn)定為歀�

  微分系數(shù)的調(diào)節(jié)

  微分值是偏差值的變化�。例�,如果輸入偏差值線性變化,則在�(diào)節(jié)器輸出側(cè)疊加一�(gè)恒定的調(diào)節(jié)�。大部分控制系統(tǒng)不需要調(diào)節(jié)微分�(shí)間。因?yàn)橹挥袝r(shí)間滯后的系統(tǒng)才需要附加這�(gè)參數(shù)。如果畫(huà)蛇添足加上這�(gè)參數(shù)反而會(huì)使系�(tǒng)的控制受到影響。如果通過(guò)比例、積分參�(shù)的調(diào)節(jié)還是收不到理想的控制要求,就可以�(diào)節(jié)微分�(shí)�。初�(diào)�(shí)把這�(gè)系數(shù)�(shè)�,然后慢慢調(diào)大,直到系統(tǒng)�(wěn)��

�(yīng)用領(lǐng)�

  PID控制器是一�(gè)在工�(yè)控制�(yīng)用中常見(jiàn)的反饋回路部�。這�(gè)控制器把收集到的�(shù)�(jù)和一�(gè)參考值�(jìn)行比�,然后把這�(gè)差別用于�(jì)算新的輸入�,這�(gè)新的輸入值的目的是可以讓系統(tǒng)的數(shù)�(jù)�(dá)到或者保持在參考值。和其他�(jiǎn)單的控制�(yùn)算不�,PID控制器可以根�(jù)歷史�(shù)�(jù)和差別的出現(xiàn)率來(lái)�(diào)整輸入�,這樣可以使系�(tǒng)更加�(zhǔn)確,更加�(wěn)��

  PID控制器主要應(yīng)用領(lǐng)域:工業(yè)�(jī)械制造;電氣窯爐;塑膠機(jī)�;印染機(jī)械;科研儀��

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