网王女主是法医:也就是那回事儿-----自动调节纵横谈 2.0版(可以转贴了) - 『热工仪表自动化讨论区..11.

来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/29 03:22:56

1-9 PID



    回到刚才的提问：什么是PID？

    P就是比例，就是输入偏差乘以一个系数；
    I就是积分，就是对输入偏差进行积分运算；
    D就是微分，对输入偏差进行微分运算。

    就这么简单。很多年后，我还始终认为：这个理论真美！
这个方法的发明人似乎是尼可尔斯（Nichols）。我手头没有更多资料，不能确定是不是尼可尔斯发明的。可是PID参数的整定方法确实是他做的。

    其实这个方法已经被广大系统维护者所采用，浅白一点说，就是先把系统调为纯比例作用，然后增强比例作用让系统震荡，记录下比例作用和震荡周期，然后这个比例作用乘以0.6，积分作用适当延长。虽然本文的初衷是力图避免繁琐的计算公式，而用门外汉都能看懂的语言来叙述工程问题，可是对于最基本的公式还要涉及以下的，况且这个公式也很简单，感兴趣的看一下，不感兴趣的可以不看哈。公式表达如下：

　
    Ｋｐ　＝　０．６*Ｋｍ


　　Ｋｄ　＝　Ｋｐ*π／4*ω


　　Ｋｉ　＝　Ｋｐ*ω／π



    Ｋｐ为比例控制参数


　　Ｋｄ为微分控制参数


　　Ｋｉ为积分控制参数


　　Ｋｍ为系统开始振荡时的比例值；


　　ω为极坐标下振荡时的频率



    这个方法只是提供一个大致的思路，具体情况要复杂得多。比如一个水位调节系统，微分作用可以取消，积分作用根据情况再调节；还有的系统超出常人的理解，某些参数可以设置得非常大或者非常小。具体调节方法咱们后面会专门介绍。微分和积分对系统的影响状况后面也会专门分析。

    科学家们都说科学当中存在着美。我的理解，那种美是力图用最简洁的定义或者公式，去描述宇宙万物的运行规律。比如牛顿的三大运动规律，和他的加速度和力的关系的公式：F=ma。表达极其简洁，涵盖范围却非常之广，所以它们都很美。同样的，我们的PID调节法也是这样的，叙述极简洁，可在调节系统中应用却极普遍。所以，不由得人不感叹它的美！不过说实话，PID控制法虽然精巧，可是并不玄奥。

    现在，世界控制理论有了更大的发展，涌现出了各种各样控制方法。比如神经元控制、模糊控制等等，这些控制过程中，我只接触过模糊控制。用我自己最粗浅的理解，要是对控制系统要求更为精准严格的话，还是要用PID控制来配合的。并且，对于火电厂自动调节系统，我还没有发现有哪种系统用PID调节法不能实现的。如果你认为你所观察的某个系统，单纯用传统的PID调节方法不能解决问题，那存在两个可能：一是你的控制策略可能有问题，二是你的PID参数整定得不够好。

    PID控制法已经当之无愧的成了经典控制方法。我们要讲的，也就是这种经典的PID控制。
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