PID 控制器是一种线性控制器,它根据给定值 rin(t)和实际输出值 yout(t)构成控制偏差:err(t)=rin(t)-yout(t)。通过对误差信号进行比例,积分或微分运算和结果的加权处理,得到控制系统的输出u(t) 其控制规律为
构成传递函数为
上式中,kp 为比例系统,T1 积分时间常数,Td 微分时间常数。 简单来说,PID各校正环节的作用如下: 比例环节:成比例的反映控制系统的偏差信号 err(t),偏差一旦产生,控制器立即产生控制作用,以减少偏差。
积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于时间常数 T1,T1 越大,积分作用越弱,反之越强。 微分环节:反映偏差信号的变化趋势(变化速率) ,并能在偏差信号变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间。
3、PID控制系统仿真分析
MATLAB语言具有简单易懂,运算功能强大,界面友好等优点,同时具有大量的工具箱,广泛应用于控制系统的仿真和分析。以下利用MATLAB对系统做分析和研究。PID控制的难点在于控制器的参数整定。一般先通过理论计算来确定控制器参数,
同时结合工程经验对实际运行中的系统进行最后的调整和完善。 本文首先通过系统等幅振荡整定得到PID参数,然后通过改变各个参数的取值,利用MATLAB仿真得到各参数对系统的影响。从而为现实的工业操作应用提供参考。
建立数学模型:
设被控对象等效传递函数为 G(s)
1
s(s 1)(s 5)
分析控制器的参数对系统静态误差的影响。 程序