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    技術(shù)文章 - 用水流動(dòng)的情形來(lái)理解PID控制儀

    用水流動(dòng)的情形來(lái)理解PID控制儀

    點(diǎn)擊次數(shù):895 發(fā)布時(shí)間:2012-05-23
     
    在學(xué)習(xí)電路的時(shí)候,常常借用水流動(dòng)的情形來(lái)更形象地理解各種電路原理。后面學(xué)習(xí)自控原理時(shí),發(fā)現(xiàn)原理性的東西往往有相通的地方,可以相互借鑒,加深理解。像PID控制方式,我對(duì)各種控制參量是這樣理解的,不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)斫馄饋?lái)覺(jué)得很貼切。 
         P(比例項(xiàng))相當(dāng)于R(電阻),I(積分項(xiàng))相當(dāng)于C(電容),D(微分項(xiàng))相當(dāng)于L(電感)。輸入量相當(dāng)于電流,輸出量相當(dāng)于電壓。
         1.純P控制就像純阻性電路。當(dāng)我們改變阻值時(shí),輸出端立刻就作出了相應(yīng)的電量變化。假設(shè)輸入為電流,輸出為電壓,根據(jù)歐姆定律,電阻充當(dāng)一個(gè)電流的比例系數(shù),R越大,電流值變化所反映電壓值變化就越顯著。
         2.PI控制類比于RC阻容電路。電容是存儲(chǔ)電量的容器,其時(shí)間常數(shù)相當(dāng)于過(guò)渡過(guò)程,電容值越大,充電時(shí)間越長(zhǎng),動(dòng)態(tài)響應(yīng)越遲緩。但是,當(dāng)電路上的元件失電時(shí),它能提供更持久的電量支持以維持一個(gè)期望的電平。在控制時(shí)這種容性效應(yīng)表現(xiàn)為,當(dāng)輸出值波動(dòng)時(shí),積分項(xiàng)的“充電”和“放電”過(guò)程可以起到濾波作用。這種濾波直接作用于“電壓”(輸出端)
        3.PID控制類比于阻性容抗電路。微分項(xiàng)相當(dāng)于一個(gè)電感,它對(duì)電流(輸入端)變化敏感并且對(duì)電流的變化進(jìn)行阻礙(楞次定律)。這種感性作用同樣起到電流濾波作用。電感量越大而電阻一定時(shí),當(dāng)電流突變時(shí)將對(duì)電壓產(chǎn)生較大的變化。所以,引入了微分項(xiàng)能使系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)更靈敏,但由于比例倍增作用,也容易出現(xiàn)超調(diào)。
     
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