比例(P)
比例控制是一種最簡單的控制方式。其調(diào)節(jié)器的輸出與輸入偏差信號成比例關系,通俗的說比例就是輸入偏差乘以一個系數(shù)。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。
輸入偏差指被調(diào)量和調(diào)節(jié)器設定值之間的差值。
積分(I)
在微分控制中,調(diào)節(jié)器的輸出與輸入偏差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關系,通俗講積分就是對輸入偏差進行積分運算。 自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后組件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應該是零。這就是說,在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的,比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項”,它能預測誤差變化的趨勢,這樣,具有比例+微分的調(diào)節(jié)器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調(diào)。所以對有較大慣性或滯后的被控對象,比例+微分(PD)調(diào)節(jié)器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。
微分(D)
在積分控制中,調(diào)節(jié)器的輸出與輸入偏差信號的積分成正比關系,通俗講微分就是對輸入偏差進行微分運算。對一個自動控制系統(tǒng),如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在調(diào)節(jié)器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動調(diào)節(jié)器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小,直到等于零。因此,PI控制器(比例+積分)可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。
