比例作用控制演算法

1. PID調節器各部分的作用分別是什麼

PID是比例，積分，微分的縮寫.

1 比例調節作用：

是按比例反應系統的偏差，系統一旦出現了偏差，比例調節立即產生調節作用用以減少偏差。比例作用大，可以加快調節，減少誤差，但是過大的比例，使系統的穩定性下降，甚至造成系統的不穩定。

2 積分調節作用：

是使系統消除穩態誤差，提高無差度。因為有誤差，積分調節就進行，直至無差，積分調節停止，積分調節輸出一常值。積分作用的強弱取決與積分時間常數Ti，Ti越小，積分作用就越強。

反之Ti大則積分作用弱，加入積分調節可使系統穩定性下降，動態響應變慢。積分作用常與另兩種調節規律結合，組成PI調節器或PID調節器。

3 微分調節作用：

微分作用反映系統偏差信號的變化率，具有預見性，能預見偏差變化的趨勢，因此能產生超前的控製作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調節作用消除。因此，可以改善系統的動態性能。在微分時間選擇合適情況下，可以減少超調，減少調節時間。

微分作用對雜訊干擾有放大作用，因此過強的加微分調節，對系統抗干擾不利。此外，微分反應的是變化率，而當輸入沒有變化時，微分作用輸出為零。微分作用不能單獨使用，需要與另外兩種調節規律相結合，組成PD或PID控制器。

(1)比例作用控制演算法擴展閱讀：

PID控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數整定的方法很多，概括起來有兩大類：

一是理論計算整定法。

它主要是依據系統的數學模型，經過理論計算確定控制器參數。這種方法所得到的計算數據未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調整和修改。

二是工程整定方法。

它主要依賴工程經驗，直接在控制系統的試驗中進行，且方法簡單、易於掌握，在工程實際中被廣泛採用。PID控制器參數的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。

三種方法各有其特點。

其共同點都是通過試驗，然後按照工程經驗公式對控制器參數進行整定。

但無論採用哪一種方法所得到的控制器參數，都需要在實際運行中進行最後調整與完善。現在一般採用的是臨界比例法。利用該方法進行。

自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振盪甚至失穩。其原因是由於存在有較大慣性組件（環節）或有滯後（delay）組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落後於誤差的變化。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+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控製作用等於零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯後的被控對象，比例+微分（PD）控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。

不同的控制系統，其感測器、變送器、執行機構是不一樣的。比如壓力控制系統要採用壓力感測器。電加熱控制系統的感測器是溫度感測器。

PID控制及其控制器或智能PID控制器（儀表）已經很多，產品已在工程實際中得到了廣泛的應用，有各種各樣的PID控制器產品，各大公司均開發了具有PID參數自整定功能的智能調節器（intelligent regulator），其中PID控制器參數的自動調整是通過智能化調整或自校正、自適應演算法來實現。

有利用PID控制實現的壓力、溫度、流量、液位控制器，能實現PID控制功能的可編程控制器（PLC），還有可實現PID控制的PC系統等等。

可編程式控制制器（PLC）是利用其閉環控制模塊來實現PID控制，而可編程式控制制器（PLC）可以直接與ControlNet相連，如Rockwell的 PLC-5等。還有可以實現PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix產品系列，它可以直接與ControlNet相連，利用網路來實現其遠程式控制制功能。

2. 在PID控制中的p、i、d是如何計算的呢

PID控制器中的P、I、D分別代表比例（Proportional）、積分（Integral）和微分（Derivative）控製作用。在PID控制演算法中，這三個參數的計算是基於控制目標和系統特性的。
1. 比例（P）參數的計算：比例參數決定了當前誤差的大小與控制量之間的直接關系。它通過乘以誤差值來調節控制量，使得控制量與誤差成比例。比例參數Kp的計算通常基於系統的動態特性和期望的響應速度。
2. 積分（I）參數的計算：積分參數用於消除穩態誤差，它對過去的所有誤差進行累加，並以此調節控制量。積分參數Ki的確定需要考慮系統的類型和期望的穩態性能，以及避免超調和振盪。
3. 微分（D）參數的計算：微分參數反映的是誤差變化率對控制量的調節作用。它通過對誤差的變化進行微分來預測誤差的趨勢，從而調整控制量以減少或避免超調。微分參數Kd的確定依賴於系統的動態特性和對響應速度的要求。
在實際應用中，PID參數的計算和調整通常需要結合系統的具體情況和實際運行效果來進行，以達到最佳的控制效果。這可能涉及到復雜的數學模型和調試技巧，有時也需要藉助於專業的控制系統設計軟體或經驗公式來進行參數的優化。