北京哪治疗白癜风医院收费低 https://jbk.39.net/yiyuanzaixian/bjzkbdfyy/etbdf/PID控制是一种常见的控制方法，适用于各种自动控制系统中。虽然PID控制器看起来简单，但实际上它却涉及到很多复杂的数学原理和工程应用技巧。本文将简单为你介绍PID控制的基本原理、应用场景，帮助你更好地理解和掌握这种控制方法。
什么是PID控制？
比例积分微分（PID）控制器是一种用于控制不同操作（如速度、流量、压力、温度和各种其他处理变量）的系统。它能够自动保持设定值并补偿过程和环境的变化。
PID控制器采用封闭式反馈控制系统，通过各种操作将所需参数调节到设定点/期望值。PID控制器被认为是最精确和最合适的控制系统之一。
为了调节输出变量，PID控制器执行不同的输入操作，将特定变量的值保持在所需或目标点。
PID控制器持续监控名为过程变量（PV）和设定值（SP）的输出值之间的差异，并使用比例、积分和偏差机制发挥作用。
此校正机制会自动继续，以最大程度地减少错误e（t），以便将过程变量的值准备好到所需点。这种PID控制系统的第一个实际例子是在控制船舶转向系统时发现的，该技术是在20世纪20年代开发的。之后，它在制造业中也变得越来越重要。
如今，所有精确工作的设备都使用某种PID系统来调节设定值（SP）的变量。PID控制器工作原理图如下图所示。
具有反馈闭环的PID控制系统框图。这里τ（t）是设定值或期望值，而y（t）是称为过程变量（PV）的变量的值。PV值并根据比例、积分和偏差规则应用纠正措施。该控制器通过调整控制变量CV值来采取纠正措施。
PID中的比例、积分和微分是什么？
P表示比例系统。如果误差e（t）=SP–PV很大且为正，则控制器对控制变量的命令将因此变大，在出现小错误时变小。在特定的时间段内，如果系统没有错误，比例控制器部分将不采取任何纠正措施。它在每个时间段只响应一次输出，比例作用与时间无关。
I表示积分系统，与系统有关。它将e（t）=SP–PV的过去值相加，得到控制器系统的最终I值。如果在采取比例控制器系统的作用后仍有残余误差，则积分控制通过消除过去计算中的累积误差来采取行动。换句话说，比例误差在其作用后减小，但积分系统补偿了这种影响。它充当系统先前变化或系统动力学的记忆，积分动作具有对过去过程行为的记忆。
D表示微分系统，通过分析电流偏差来估计未来的误差值e（t）=SP–PV。它与变化率有关，如果变化率较大，则作用速度会很快，如果变化速度较慢，则纠正行动会较慢。微分动作可增强设定点条件下的控制性能，因为它充当控制器输出的变化率。
PID控制器应用
PID控制器的应用由过程变量命名，该过程变量是由控制系统测量或控制的值。
PID用于温度控制
温度控制是PID控制器最简单的应用之一——当你想保持冷热时，只需使用开环或闭环形式的PID。
一旦温度超出范围，要么打开你拥有的任何热源，要么释放你使用的任何冷却剂！例如，加热器在感应动作时的燃油阀由加热设备中的热电偶执行。该常数通常是由于传感中的延迟作用以及最终控制元件（如控制阀）的延迟作用而加入的。
PID用于液位控制
对于液位控制，通常最好使用浮动阀（即根据系统中的压力打开和关闭的浮阀）。PID控制器可以通过添加反馈值来使用。
例如，在过程工业中，通过连续测量液位，计算设定值（SP）与该液位之间的差值，从而调整输入阀位置来维持储罐中的液位。
PID控制在工业自动化领域中具有广泛的应用，可以实现对温度、压力、流量等物理量的控制。通过了解PID控制的基本原理和应用技巧，我们可以更好地设计和优化自动控制系统，提高生产效率和产品质量。
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