工艺工程大区-仪表自控版-每日议题-第2021-01-07题

工艺工程大区-仪表自控版-每日议题-第2021-01-07题

讨论题：

350、在自动调节中，PID调节器主要靠比例作用避免过分振荡，靠微分作用减少动态偏差，那么两个作用的区别又在哪里？

（提出合理分析额外加分）

在自动调节中，PID调节器主要靠比例作用避免过分振荡，靠微分作用减少动态偏差，那么两个作用的区别又在哪里？
答：比例调节(P)是连续调节的一种，是最基本的调节规律：比例调节规律就是指调节器输出P与其输入偏差e之间的关系是比例关系。调节动作迅速，无滞后现象；调节作用结束后，会留有一定的余差，这是比例调节的一个缺点；Kc的取值大小必须合适，否则会使系统产生振荡现象或者使余差增大。适用于允许有一定偏差、调节质量要求不高的场合。适用于无滞后的场合，即适用于要求调节动作快的场合。
比例积分调节（PI）规律是指调节器的输出p与输入偏差e之间呈现比例和积分双重关系：当输入偏差e阶跃时，比例环节及时作用，抑制住扰动的影响――――粗调，随后积分调节作用逐渐累积、增强，逐步消除余差――――细调。主要用于控制精度要求高，不允许有余差的场合。
比例微分调节（PD）规律就是指调节器的输出信号与偏差信号呈现比例和微分两种关系：当输入偏差e作阶跃变化时，输出一开始就跃变到比例作用的KD倍，然后逐渐下降到比例作用。由于有超前作用，因而可以得到提前控制的效果，对于常见的容量滞后现象有克服作用。适用于容量滞后较大的场合。从实际使用情况看，单纯的比例微分调节使用较少，而大多数是比例、积分、微分三者结合使用，即PID调节。
比例积分微分调节（PID）规律就是指调节器的输出值与输入之间的关系呈现比例、积分、微分三种关系，所以比例积分微分调节用PID表示：在PID调节中，比例环节是基础，起基本的调节作用，拟制住干扰的扩大，积分环节起消除余差的作用，以提高调节质量，微分调节有超前作用，可以用来克服容量滞后的现象，得到较好的过渡过程品质指标。因此，三者的配合使用可以得到较完善的调节器功能，使自动控制系统的工作更加稳定可靠。
比例积分微分适用的场合：控制质量要求较高的场合；被控参数有滞后现象，特别是容量滞后的现象比较大的场合。

比例作用是依靠偏差的大小调节，偏差越大，输出越大，可以快速抑制偏差的波动，从而避免过分振荡；
微分作用是依靠偏差的变化速率进行调节的，偏差变化频率越快，输出越大，偏差不变，微分作用为零，从而起到抑制动态偏差。

靠积分作用消除静态偏差,靠微分作用减少动态偏差

如果动态偏差大那就要调节D，如果静态偏差大那就要调节P和I。

动态偏差大调节D，静态偏差大调节P和I。

PID控制器的输出由P部分输出，I部分输出，D部分输出三部分组成，其中：
P部分输出与偏差幅值成正比，P作用的强弱与Kp成正比（比例度δ成反比）；
I部分输出与偏差幅值和偏差存在时间成正比，I作用的强弱与积分时间Ti成反比（与积分速率Ki成正比）；
D部分输出与偏差的变化率成正比，D作用的强弱与微分时间TD成正比（与微分速率KD成正比）。
P作用反应控制系统对偏差的灵敏度，P作用越强。
D作用反应控制系统对偏差变化的灵敏度，偏差变化越剧烈，其输出分量越大，有效克服系统动态偏差。

工厂PID调节一般只用PI调节，应该都能克服静态、动态偏差，D调节用于有控制滞后环节，比如炉温度调节，微分先行，来提前控制滞后问题。

动态偏差大调节D，静态偏差大调节P和I。

工厂PID调节一般只用PI调节，应该都能克服静态、动态偏差，D调节用于有控制滞后环节，比如炉温度调节，微分先行，来提前控制滞后问题。

如果动态偏差大那就要调节D，如果静态偏差大那就要调节P和I。

PID控制器的输出由P部分输出，I部分输出，D部分输出三部分组成，其中： P部分输出与偏差幅值成正比，P作用的强弱与Kp成正比（比例度δ成反比）； I部分输出与偏差幅值和偏差存在时间成正比，I作用的强弱与积分时间Ti成反比（与积分速率Ki成正比）； D部分输出与偏差的变化率成正比，D作用的强弱与微分时间TD成正比（与微分速率KD成正比）。 P作用反应控制系统对偏差的灵敏度，P作用越强。 D作用反应控制系统对偏差变化的灵敏度，偏差变化越剧烈，其输出分量越大，有效克服系统动态偏差。

靠积分作用消除静态偏差,靠微分作用减少动态偏差

比例调节依据“偏差的大小”来动作，它的输出与输入偏差的大小成比例。比例调节及时有力，但有余差。在系统中起着稳定被调参数的作用；
微分调节依据“偏差变化速度”来动作，它的输出与输入偏差变化的速度成比例，其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。

靠积分作用消除静态偏差,靠微分作用减少动态偏差

靠积分作用消除静态偏差,靠微分作用减少动态偏差