（6） 灰色控制

3 PID控制 

3。1概述

现在的闭环自动控制技术都是在反馈的概念的基础上来消减不确定性。反馈理论的要素包含三个部分：测量、比较和执行。被控变量的实际值是丈量的关键。用实际输出的值与期望希望得到的值对比的偏差来矫正和改良系统的呼应，从而实现对系统的调节控制。在工业过程当中，控制规律为比例+积分+微分的控制器，使用的最普遍，称作PID控制，而且又被叫作PID调节。

PID控制器（比例-积分-微分控制器）是一个反馈回路部件。PID控制器是由比例单元P、积分单元I和微分单元D构成的，在工业过程中被普遍使用。比例控制是PID控制的基础；稳态误差虽然能被积分控制消弭，然而积分控制可能会使超调增大；惯性系统的速度能被微分控制加快，并且微分控制能削减系统的超调趋势。

做出准确的测量和对照后，如何更好地纠正系统是这个理论和应用的关键。

PID控制器在将近一百年前就已经被投入到实际应用中并且是最早被投入到实际应用中的控制器。现在仍然是使用最普遍的控制器。因为PID控制器的结构简易并且PID控制器在使用过程中不需要精准的系统模型等前提条件，所以已经成变成使用最普遍的控制器。 

3。2PID控制器的原理和特点

PID的控制规律是比例、积分、微分，PID在工业控制过程当中使用最普遍，PID控制又称为PID调节。PID控制器出现到目前为止大概有快要70年历史，它已经成为工业控制的重要技术之一由于其布局简单、可靠性高、容易实现、控制效果好。在满足以下三种情况时，采用PID控制技术最便利，一是在被控对象的参数和布局未能完全掌握时，二是不能获得准确的数学模型时，三是别的技术又不好采用时。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器的原理是以系统的误差为基础，使用比例（P）控制规律、积分（I）控制规律、微分（D）控制规律计算出控制量来举行调节的。

比例（P）控制规律  论文网

P控制器具有比例控制规律。P控制器的本质是一个放大器并且其增益可以调节的。比例控制是一种最简单的控制方式。只有当控制器的输出与控制器输入的系统偏差信号成比例相关的情况下才成立。

积分（I）控制规律 

I控制器具有积分控制规律。I控制器的输出信号与I控制器的输入信号的积分成正比相关。这里的“积分”指的是“积累”的意思。积分控制器的输出信号不仅仅与输入偏差信号的大小有关，积分控制器的输出信号还和偏差持续时间的长短相关。只要误差不为零，积分调节就会一直进行，直到误差为零积分调节才会截止，积分调节会输出一个常数。积分控制规律还可以被称作无差控制规律，其原因在于积分调节作用可以消除稳态误差，提高无差度。积分持续时间的长短可以表明积分控制作用的强弱。积分持续的时候越短，控制的作用就越强；反之，控制的作用就越弱。所以PI（比例、积分）控制器能大幅度削减对系统稳定性产生的不好的作用。

微分(D) 控制规律

微分调节仅和误差的变化成做出反应，误差变化越强烈，微分调节器的控制作用越明显，所以能及早地克制误差的增大，系统的稳定性能被改善。现实生活中的控制器都必定有失效区域，若是调节误差的变化速度缓慢导致控制器不能感应到，控制器就不可能动作，此时调节误差会不停积累却得不到校正。微分作用反映了系统偏差信号的变化率，具有预测性，能预测偏差变化的趋向，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，就会被微分作用消灭。所以可以改善系统的动态性能。值得注意的是微分控制器不可以单独采用，须要和其它两种控制器联合起来，构成PD控制器或者构成PID控制器。