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<!-- saved from url=(0064)http://www.imeter.com.cn/science/science/science_tech_right1.htm --><HTML><HEAD><TITLE>科技發展</TITLE>
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<P class=p9><B><A name=head></A>4）比例積分微分（PID）控制器</B></P>
<BLOCKQUOTE class=p9>
  <P 
  class=p9>　　引入微分作用是為了有利于控制多容量有滯后的過程，因為微分可使控制器克服系統的慣性而使控制能按被控變量的變化速度而動作，（即對時間的導數成比例），因而更有利于控制作用，特別用于溫度控制。微分控制作用是有不同方向變化的，它是受偏差為上升或下降而決定的。所以，在穩態時，偏差為零，微分作用停止；也就是說，微分作用是不能單獨使用。一般，它總是和比例或比例積分相結合構成PD或PID的控制方式。 
  <BR></P>
  <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="90%" align=center border=0>
    <TBODY>
    <TR>
      <TD height=172>
        <DIV class=p9 align=center>
        <TABLE height=168 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=300 border=0>
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          border=0></TD></TR></TBODY></TABLE>圖 11</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
  <P><BR>　　圖11為有微分作用時使校正作用增強的示意。以PD控制器為例，在輸入作階躍變化時，PD控制器的控制校正作用時間會比單純比例控制器快一個時間差<FONT 
  size=4>t</FONT><FONT 
  size=-2>d</FONT>，即微分時間。因為微分作用是按偏差的變化趨勢而動作，比單純按偏差本身數值，在時間上有一超前作用，在相位上也有超前作用。</P>
  <P>　　在使用微分作用時要注意的是：<BR>　?、俨灰擞迷诖蠹儠r滯對象，因為在滯后時間內，被控變量不敏感，對變化趨勢不起響應，所以引入微分對控制品質改善不明顯。<BR>　　②在測量信號中不應含有高頻噪音，即使很小幅值，也會被微分作用放大，如流量信號，一般不宜引入微分作用。<BR>　　<BR>　　由于單一的PD控制器在工業上適用面不廣，一般都是和PI控制器結合構成PID控制器。使PID控制器兼有PI和PD雙重作用，對克服系統的外擾能力更強，有利于提高系統的穩定性，使控制品質得到全面改善。<BR>　　<BR>　　PID控制器的數學表達式為：　　　　　　　　　　　　　　　　 
  </P>
  <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="60%" align=center border=0>
    <TBODY>
    <TR>
      <TD height=77>
        <DIV align=center>
        <TABLE height=70 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=346 border=0>
          <TBODY>
          <TR>
            <TD width=115 height=23><IMG height=23 alt=temp2Row1xCol1.jpg 
              src="part1.files/temp2Row1xCol1.jpg" width=115 border=0></TD>
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            <TD width=116 height=23><IMG height=23 alt=temp2Row1xCol3.jpg 
              src="part1.files/temp2Row1xCol3.jpg" width=116 border=0></TD></TR>
          <TR>
            <TD width=115 height=23><IMG height=23 alt=temp2Row2xCol1.jpg 
              src="part1.files/temp2Row2xCol1.jpg" width=115 border=0></TD>
            <TD width=115 height=23><IMG height=23 alt=temp2Row2xCol2.jpg 
              src="part1.files/temp2Row2xCol2.jpg" width=115 border=0></TD>
            <TD width=116 height=23><IMG height=23 alt=temp2Row2xCol3.jpg 
              src="part1.files/temp2Row2xCol3.jpg" width=116 border=0></TD></TR>
          <TR>
            <TD width=115 height=24><IMG height=24 alt=temp2Row3xCol1.jpg 
              src="part1.files/temp2Row3xCol1.jpg" width=115 border=0></TD>
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              src="part1.files/temp2Row3xCol3.jpg" width=116 
          border=0></TD></TR></TBODY></TABLE></DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
  <P>　　上式中符號，除上面已經說明外，要補充說明的為微分項輸出<IMG height=42 
  src="part1.files/shuchuxiang.jpg" width=40 
  align=absMiddle>。<BR>　　圖12是PI和PD二個環節連接方式，圖12a為一般連接方法，圖12b為微分先行方法。</P>
  <TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="90%" align=center border=0>
    <TBODY>
    <TR>
      <TD>
        <DIV align=center>
        <TABLE height=130 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=456 border=0>
          <TBODY>
          <TR>
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              src="part1.files/temp3Row1xCol2.jpg" width=152 border=0></TD>
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              src="part1.files/temp3Row1xCol3.jpg" width=152 border=0></TD></TR>
          <TR>
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              src="part1.files/temp3Row2xCol1.jpg" width=152 border=0></TD>
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              src="part1.files/temp3Row2xCol3.jpg" width=152 border=0></TD></TR>
          <TR>
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          border=0></TD></TR></TBODY></TABLE><SPAN class=p9><BR>圖 12a 
        一般連接</SPAN></DIV></TD></TR>
    <TR>
      <TD>
        <DIV class=p9 align=center><BR><BR>
        <TABLE height=92 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=371 border=0>
          <TBODY>
          <TR>
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              src="part1.files/temp4Row2xCol2.jpg" width=124 border=0></TD>
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          <TR>
            <TD width=123 height=31><IMG height=31 alt=temp4Row3xCol1.jpg 
              src="part1.files/temp4Row3xCol1.jpg" width=123 border=0></TD>
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          border=0></TD></TR></TBODY></TABLE><BR>圖 12b 
  微分先行</DIV></TD></TR></TBODY></TABLE>
  <P><BR>　　目前，有些PID控制器具有微分先行和積分分離功能，其目的是為了更進一步提高控制系統功能。微分先行是僅對測量值進行微分作用，使設定值改變時不會產生沖動而使過程擾動。<BR>　　<BR>　　積分分離是對積分控制作用一種改進措施。把偏差設計在一定范圍內引入積分作用，超出這一范圍就不讓積分進行下去而切斷，在切斷瞬間保持輸出不變。在具體實現上是在回路中設置一門限值以控制積分作用引入或被切斷。因為有些系統在啟動時，允許設定值有一定幅度變化或允許短期存在余差，這時，可以把積分切除，待系統穩定，偏差減小到規定門限值，再自動把積分作用引入。<BR>　　<BR>　　以上所談的屬于時間連續型的控制規律，也是模擬式控制器所使用最廣的類型。 
  </P>
  <P></P>
  <TABLE height=20 cellSpacing=0 cellPadding=0 width=571 border=0>
    <TBODY>
    <TR>
      <TD width=91>
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  <HR>

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