PID要不要反饋信號(hào)

/service/answer/solution.aspx?Q_id=76307&cid=1029 PID調(diào)節(jié)閥門無反饋S7-300的PID調(diào)節(jié)中用FB41功能塊，如果調(diào)節(jié)閥沒有開度反饋的話會(huì)不會(huì)影響PID的調(diào)節(jié)精度？謝謝！問題補(bǔ)充：

被控信號(hào)有反饋懸賞分：5|解決時(shí)間：2011-12-0918:35:25|提問者：qunsheng-畢業(yè)實(shí)踐員

第4級(jí)問題ID：76307

最佳答案是的，閥門開度一般不作為PID的反饋量，最多作為上位機(jī)或界面的查看變量?；卮鹫撸禾m香-高級(jí)技術(shù)員

第7級(jí)

2011-12-0809:52:25閥門沒有反饋你的被控信號(hào)有反饋吧？這樣就行了！回答者：zhangli0-頂級(jí)工程師

第12級(jí)

2011-12-0720:50:24你依據(jù)的是被控信號(hào)來調(diào)節(jié)閥門開度，形成一個(gè)閉環(huán)控制，而不是依據(jù)閥門開度反饋，如果只靠閥門開度反饋控制，那就是開環(huán)控制了回答者：流云飛666-資深學(xué)長(zhǎng)

第3級(jí)

2011-12-0808:15:16開環(huán)控制肯定是對(duì)精度有影響的，開環(huán)和閉環(huán)控制精度的差別還是挺大的回答者：zhao_ez-畢業(yè)實(shí)踐員

第4級(jí)

2011-12-0808:37:47PID必須有反饋，是被控量的反饋，而不需要閥門開度反饋。回答者：鵝卵石-初級(jí)工程師

第9級(jí)

2011-12-0809:09:25這個(gè)控制應(yīng)該屬于串級(jí)閉環(huán)，被控信號(hào)與其反饋值是外閉環(huán)，閥開度與閥反饋值屬于內(nèi)閉環(huán)，現(xiàn)在少了內(nèi)閉環(huán)，對(duì)控制多多少少有負(fù)面影響，其穩(wěn)態(tài)性能應(yīng)該不受多大影響，但其穩(wěn)定性能可能會(huì)相對(duì)比較差一點(diǎn)回答者：鋒advance-資深學(xué)長(zhǎng)

第3級(jí)

2011-12-0809:18:02PID本身就是閉環(huán)調(diào)節(jié)，反饋的是調(diào)節(jié)量（被控量），不是閥門的開度。比如調(diào)節(jié)液位，只需要液位反饋和對(duì)液位進(jìn)行設(shè)定，PID的輸出控制閥門動(dòng)作，不需要閥位反饋的。調(diào)節(jié)的好壞與PID參數(shù)有直接關(guān)系?；卮鹫撸簞澓?初級(jí)技術(shù)員

第5級(jí)

2011-12-0809:28:221、閥位反饋信號(hào)不參與pid調(diào)節(jié)，因此不影響pid調(diào)節(jié)精度

2、但是閥位反饋信號(hào)是反應(yīng)閥門動(dòng)作的重要依據(jù)回答者：一天到晚游泳的豬-高級(jí)技術(shù)員

第7級(jí)

2011-12-0817:32:00介紹本教程將向您展示了比例每個(gè)比例項(xiàng)(P)的特點(diǎn)，積分項(xiàng)(I)和微分項(xiàng)(D)控制，以及如何使用它們來獲得所需的響應(yīng)。在本教程中，我們會(huì)考慮以下單位反饋系統(tǒng)：Plant【被控對(duì)象】：被控制的系統(tǒng)

Controller【控制器】：為被控對(duì)象提供刺激;目的是控制整個(gè)系統(tǒng)的行為三個(gè)控制系數(shù)PID控制器的傳遞函數(shù)如下所示：·Kp=比例控制參數(shù)·KI=積分控制參數(shù)·Kd=微分控制參數(shù)

首先，讓我們來看看如何在一個(gè)PID控制器的閉環(huán)使用上述系統(tǒng)的工作原理圖。變量(e)代表誤差，這里的誤差是指輸入值(R)和實(shí)際輸出(Y)兩者之差。這個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)(e)將發(fā)送到PID控制器，該控制器對(duì)這個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)同時(shí)計(jì)算導(dǎo)數(shù)和積分。剛剛過去信號(hào)(u)將等于比例控制參數(shù)(Kp)乘上誤差，積分控制參數(shù)(Ki)乘上誤差的積分，微分控制系數(shù)(Kd)乘上誤差的微分。這個(gè)信號(hào)(u)將被發(fā)送到被控對(duì)象，新的輸出(Y)將獲得。這種新的輸出(Y)將被送回傳感器再次找到新的誤差信號(hào)(e)。該控制器采用這個(gè)新的誤差信號(hào)，并計(jì)算其微分及其積分了。這個(gè)過程將反復(fù)的進(jìn)行。P，I和D控制器的屬性比例控制參數(shù)(Kp)加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度，但從未消除穩(wěn)態(tài)誤差。一個(gè)積分控制參數(shù)(Ki)將消除殘差，但它可能使瞬態(tài)響應(yīng)差。一個(gè)微分控制參數(shù)(Kd)將改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，減少了過沖，改善瞬態(tài)響應(yīng)的影響。Kp,Kd,和Ki在閉環(huán)系統(tǒng)的影響總結(jié)如下表。

請(qǐng)注意，這些關(guān)系不是固定不變的，因?yàn)镵p,Kd,和Ki是互相依賴。事實(shí)上，改變一個(gè)值可以改變其他兩個(gè)效果。出于這個(gè)原因，該表幫您確定Ki,Kp和Kd值時(shí)作為參考。下面對(duì)PID做一個(gè)簡(jiǎn)單形象的介紹簡(jiǎn)單的控制模型：你控制一個(gè)人讓他以PID控制的方式走100步后停下。1、P

比例控制，就是讓他走100步，他按照一定的步伐走到90幾步（如98步）或100多步（如102步）就停了。說明：P比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steady-stateerror）。2、PI積分控制，就是他按照一定的步伐走到102步然后回頭接著走，走到98步位置時(shí)，然后又回頭向100步位置走。在100步位置處來回晃幾次，最后停在100步的位置。說明：在積分I控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)（SystemwithSteady-stateError）。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。因此，比例+積分（PI）控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。3、PD微分控制，就是他按照一定的步伐走到一百零幾步后，再慢慢地向100步的位置靠近，如果最后能精確停在100步的位置，就是無靜差控制；如果停在100步附近（如99步或101步位置），就是有靜差控制。說明：在微分控制D中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)，其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（delay）組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例P”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)。這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例P+微分D（PD）控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。帶著上面的形象的說明通過例題讓我們加深記憶?。±}假設(shè)我們有一個(gè)簡(jiǎn)單的質(zhì)量，彈簧，阻尼器和問題，如下圖。該系統(tǒng)的建模方程式

(1)我們得到的建模方程（1）用拉普拉斯變換，得到位移X(s)和輸入值F(s)的傳遞函數(shù)就變成其中·M=1kg·b=10N.s/m·k=20N/m·F(s)=1把這些值代入到傳遞函數(shù)這個(gè)例題的目的是向您展示Kp,Ki和Kd值如何有助于獲得·快速的上升時(shí)間（Fastrisetime）·最小的過沖量（Minimumovershoot）·沒有穩(wěn)態(tài)誤差（Nosteady-stateerror）開環(huán)階躍響應(yīng)讓我們先來查看開環(huán)階躍響應(yīng)。創(chuàng)建一個(gè)新的M-文件，添加以下代碼：num=1;den=[11020];plant=tf(num,den);step(plant)復(fù)制代碼在MATLAB命令窗口中運(yùn)行M-文件應(yīng)該得到下面的圖。該被控對(duì)象的傳遞函數(shù)的直流增益為1/20，所以0.05是一個(gè)單位階躍輸入輸出的最終值。這相當(dāng)于0.95穩(wěn)態(tài)誤差，確實(shí)相當(dāng)大。此外，上升時(shí)間約為1秒，穩(wěn)定時(shí)間約為1.5秒。讓我們?cè)O(shè)計(jì)的控制器將減少上升時(shí)間，減少穩(wěn)定時(shí)間，并消除了穩(wěn)態(tài)誤差。比例控制從上面的表格中，我們看到，比例控制參數(shù)(Kp)使上升時(shí)間縮短，增加了過沖，并減少了穩(wěn)態(tài)誤差。上述系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞一個(gè)比例控制參數(shù)的功能是：比例控制參數(shù)(Kp)等于300，然后對(duì)M-文件進(jìn)行如下修改：Kp=300;contr=Kp;sys_cl=feedback(contr*plant,1);t=0:0.01:2;step(sys_cl,t)復(fù)制代碼運(yùn)行在MATLAB命令窗口中的M-文件應(yīng)提供下列情節(jié)。Note:TheMATLABfunctioncalledfeedbackwasusedtoobtainaclosed-looptransferfunctiondirectlyfromtheopen-looptransferfunction(insteadofcomputingclosed-looptransferfunctionbyhand).注意：MATLAB函數(shù)稱為反饋是用來直接從開環(huán)傳遞函數(shù)獲取閉環(huán)傳遞函數(shù)。（而不是用手工計(jì)算閉環(huán)傳遞函數(shù)）。

上圖顯示，使用比例控制參數(shù)的減少了上升時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差，但提高了過沖，并降低了小額的穩(wěn)定時(shí)間。比例積分控制在進(jìn)入一個(gè)PID控制去，讓我們來看看在PI控制。從表中，我們看到積分控制參數(shù)(Ki)降低上升時(shí)間，但增加了超調(diào)和穩(wěn)定時(shí)間，不過消除了穩(wěn)態(tài)誤差。對(duì)于給定的系統(tǒng)，使用PI控制的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：讓我們把Kp減小到等于30，并讓Ki等70。創(chuàng)建一個(gè)新的M-文件，輸入以下命令。Kp=30;Ki=70;contr=tf([KpKi],[10]);sys_cl=feedback(contr*plant,1);t=0:0.01:2;step(sys_cl,t)復(fù)制代碼

運(yùn)行此命令窗口在MATLAB的M-文件，你應(yīng)該得到以下的圖片。我們降低了比例控制參數(shù)(Kp)，因?yàn)榉e分控制參數(shù)對(duì)也對(duì)減少上升時(shí)間，增加了沖量和比例控制參數(shù)有相同效果（雙重效果）。上述反應(yīng)表明，積分控制器消除了穩(wěn)態(tài)誤差。比例微分控制現(xiàn)在，讓我們看看在PD控制。從上面的表格中，我們看到，微分控制參數(shù)(Kd)降低了過沖量和穩(wěn)定時(shí)間。此次與PD控制器給定的系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：讓我們像第一次一樣，讓Kp等于300，Kd等于10。把下面的命令輸入到m-文件并運(yùn)行下面的命令在MATLAB命令窗口中。Kp=300;Kd=10;contr=tf([KdKp],1);sys_cl=feedback(contr*plant,1);t=0:0.01:2;step(sys_cl,t)復(fù)制代碼

此圖表明，微分控制器既降低超調(diào)量和穩(wěn)定時(shí)間，并對(duì)上升時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差較小的影響。比例，積分，微分控制現(xiàn)在，讓我們看看在一個(gè)PID控制器。此次與PID控制器的給定的系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為：經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)運(yùn)行，Kp=350,Ki=300,和Kd=50提供所需的響應(yīng)。為了確認(rèn)，請(qǐng)輸入以下命令，以一米文件并運(yùn)行在命令窗口中。你應(yīng)該得到以下步驟響應(yīng)。Kp=350;Ki=300;Kd=50;contr=tf([KdKpKi],[10]);sys_cl=feedback(contr*plant,1);t=0:0.01:2;step(sys_cl,t)復(fù)制代碼

現(xiàn)在，我們已經(jīng)獲得了無過沖，快速上升時(shí)間，并沒有穩(wěn)態(tài)誤差閉環(huán)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)一個(gè)PID控制器的一般技巧當(dāng)你要設(shè)計(jì)一個(gè)給定系統(tǒng)的PID控制器，請(qǐng)按照下面以獲得所需的響應(yīng)的步驟。1.獲取一個(gè)開環(huán)反應(yīng)并確定哪些需要改進(jìn)

2.添加比例控制以改善上升時(shí)間

3.添加微分控制以改善沖量

4.添加一個(gè)積分控制消除穩(wěn)態(tài)誤差

5.調(diào)整每個(gè)Kp,Ki,和Kd直到您獲得所需的整體反應(yīng)。你總是可以參考本“PID教程”上顯示的表，以找出哪個(gè)控制器控制什么特點(diǎn)。最后，請(qǐng)記住如果沒有必要你并不需要在一個(gè)單一的系統(tǒng)中的把所有三個(gè)控制器（比例，微分和積分）都用上。例如，如果一個(gè)PI控制器提供足夠好的反應(yīng)（如上面的例子），那么你就不需要在系統(tǒng)上執(zhí)行微分控制器。盡可能保持簡(jiǎn)單的控制器。書上的常用口訣：

參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查

先是比例后積分，最后再把微分加

曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大

曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳

曲線偏離回復(fù)慢，積分時(shí)間往下降

曲線波動(dòng)周期長(zhǎng)，積分時(shí)間再加長(zhǎng)

曲線振蕩頻率快，先把微分降下來

動(dòng)差大來波動(dòng)慢，微分時(shí)間應(yīng)加長(zhǎng)

理想曲線兩個(gè)波，前高后低4比1

一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會(huì)低

PS1:推薦一個(gè)最經(jīng)典的教程，由入門到精通吃透PID2.0版-焦作華潤白志剛。從PID歷史到說明再到例題?。∮X得非常有研讀價(jià)值。在工程領(lǐng)域只要吃透PID大部分都可以解決掉?。∷圆辉诙嘣谟诰。∠螺d完一定要去研讀哦??！分享到：上一篇：軟件版本號(hào)含義下一篇：MATLAB與自動(dòng)控制系列教程一：MATLAB建模查看評(píng)論

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