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 为何PI控制器中少了“D”参数,有何道理?

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作者 主题
hls540322
侠圣

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楼主    2010-12-15 14:11:23
主题:为何PI控制器中少了“D”参数,有何道理?
为何PI控制器中少了“D”参数,有何道理?
生命不息,学习不止!
veich
奇侠

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5楼    2010-12-21 11:11:26
精华帖  主题:回复:为何PI控制器中少了“D”参数,有何道理?
D是微分控制,其目的是用来抑制突然的扰动而设计的,
一般做PID控制时很少用到。
主要原因是:
1、现场被控设备很少存在突然的扰动,在很多场合,系统的变化
不会出现真实的突跳。
2、如果加上D,在现场反而会放大现场的干扰,容易引起系统震荡。
知足常乐!!!
甫哥
奇侠

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7楼    2010-12-24 11:13:06
精华帖  主题:回复:为何PI控制器中少了“D”参数,有何道理?
微分D的作用是:有快速变化时或系统惰性大时(如加热)提供一个超前控制,微分设定值越大控制作用越强,反馈信号的变化率越大控制作用越强烈。
其实LOGO的PI功能含有(一定量的)微分,只是没有D参数。您用仿真调试一下就可以看出来。这部分少量的微分控制成分,只有好处,没坏处。
另外,PID中的微分控制主要用于慢速变化及控制惰性较大(很大)的系统时,提供一个超前控制成分,使控制系统的控制反映速度加快。当然,如果微分设置不当(过大),会引起系统震荡而无法工作。如加热系统。
以恒压供水为例简介微分D对系统的影响:如果供水压力快速上升,此时即使供水压力低于设定值,变频器的输出频率也会随压力的快速上升而下降。反之亦反。如果供水压力上升的速率较慢,此时供水压力低于设定值,变频器的输出频率也会随压力的上升而减缓上升速度或保持输出频率不变,反之亦反。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟;三人行,必有我师;森林之外的树木也能成才
glenxu
游士

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11楼    2011-03-09 16:32:14
精华帖  主题:回复:为何PI控制器中少了“D”参数,有何道理?
楼上都有理,但我告诉大家一个秘密:超过半数的PLC和DCS都有一个通病,就是微分(D)的算法不稳定,主要是硬件设计和软件(内部系统管理原因)上的配合时间问题导致的,目前多数有问题的厂家一直没有关注并解决,建议大家第一少用D模块或D作用,第二尽量采用实际微分算法代替D运算模块,超过10几年的案例告诉我们(经西门子本部证实),只能这样做。
过程控制疑难问题技术支持;DCS、PLC控制方案; 群号:110283225
渔村佬
游侠

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22楼    2011-05-09 07:45:13
精华帖  主题:回复:为何PI控制器中少了“D”参数,有何道理?
所谓的P.I是针对偏差的量进行相应运算,而 D是针对偏差的变化率进行调节。
健康就好
三良
侠士

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23楼    2011-05-09 07:49:52
精华帖  主题:回复:为何PI控制器中少了“D”参数,有何道理?
D参数其实很有用的,我用logo的程序控制活套,当只用PI控制时,活套要振荡多次才能稳定,后来,在程序中又加入微分的功能,活套几乎不振荡了,很好的效果
kdrjl
至圣

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26楼    2011-05-09 08:43:35
精华帖  主题:回复:为何PI控制器中少了“D”参数,有何道理?
关于为什么在闭环PID调节系统中,有时只用PI,没有D的问题,我是这么看。不是D无关紧要,而是:
第一,系统的控制需求允许超调,比如,为了系统的快速调节,,允许系统超调并收敛震荡达到设定值。这种应用场合也是不少的。因此,去掉D环节,可加速系统达到设定值的时间(调节时间);
第二,许多PI调节器都具备了前馈功能和反馈通道的积分滤波单元,在一定形式上也是起到了抑制超调的“D”运算作用。
有时候我们在分析一个闭环调节器时,不要只看到放大器输入和输出两端的结构,还要看反馈通道和放大器输出端的补偿功能。综合考虑和评价他的运算功能。如果能把其传递函数列出来,也就一目了然了。
我是你的朋友
Automann
至圣

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38楼    2011-11-02 20:36:32
精华帖  主题:回复:为何PI控制器中少了“D”参数,有何道理?
误差的微分就是误差的变化速率,误差变化越快,其微分绝对值越大。误差增大时,其微分为正;误差减小时,其微分为负。控制器输出量的微分部分与误差的微分成正比,反映了被控量变化的趋势。
有经验的操作人员在温度上升过快,但是尚未达到设定值时,根据温度变化的趋势,预感到温度将会超过设定值,出现超调。于是调节电位器的转角,提前减小加热的电流。这相当于士兵射击远方的移动目标时,考虑到子弹运动的时间,需要一定的提前量一样。
下图中的c (∞)为被控量c (t)的稳态值或被控量的期望值,误差e(t) = c (∞) - c (t)。在图中启动过程的上升阶段,被控量尚未超过其稳态值。但是因为误差e(t)不断减小,误差的微分和控制器输出的微分部分为负值,减小了控制器的输出量,相当于提前给出了制动作用,以阻碍被控量的上升,所以可以减少超调量。因此微分控制具有超前和预测的特性,在超调尚未出现之前,就能提前给出控制作用。



闭环控制系统的振荡甚至不稳定的根本原因在于有较大的滞后因素。因为微分项能预测误差变化的趋势,这种“超前”的作用可以抵消滞后因素的影响。适当的微分控制作用可以使超调量减小,增加系统的稳定性。
对于有较大的滞后特性的被控对象,如果PI控制的效果不理想,可以考虑增加微分控制,以改善系统在调节过程中的动态特性。如果将微分时间设置为0,微分部分将不起作用。
微分时间与微分作用的强弱成正比,微分时间越大,微分作用越强。如果微分时间太大,在误差快速变化时,响应曲线上可能会出现“毛刺”。
微分控制的缺点是对干扰噪声敏感,使系统抑制干扰的能力降低。为此可在微分部分增加惯性滤波环节。
很奇怪为什么会有人将微分妖魔化。
追求完美
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