pi控制器

pi控制器

PI調節器是一種線性控制器,它根據給定值與實際輸出值構成控制偏差,將偏差的比例和積分通過線性組合構成控制量,對被控對象進行控制。

定義

proportional integral controller

比例調節和積分調節

作用

比例調節作用:按比例反應系統的偏差,系統一旦出現了偏差,比例調節立即產生調節作用用以減少偏差。比例作用大,可以加快調節,減少誤差,但是過大的比例,使系統的穩定性下降,甚至造成系統的不穩定。

積分調節作用:使系統消除穩態誤差,提高無誤差度。因為有誤差,積分調節就進行,直至無差,積分調節停止,積分調節輸出一常值。積分作用的強弱取決於積分時間常數Ti,Ti越小,積分作用就越強。反之Ti大則積分作用弱,加入積分調節可使系統穩定性下降,動態回響變慢。積分作用常與另兩種調節規律結合,組成PI調節器或PID調節器。

PI調節器Bode圖 PI調節器Bode圖

簡單說來,PI控制器各校正環節的作用如下:

1.比例環節 即時成比例的反映控制系統的偏差信號,偏差一旦產生,控制器立即產生控制作用,以減少偏差。通常隨著值的加大,閉環系統的超調量加大,系統回響速度加快,但是當增加到一定程度,系統會變得不穩定。

2.積分環節 主要用於消除靜差,提高系統的無差度(型別)。 積分作用的強弱取決於積分常數,積分常數越大,積分作用越弱,反之越強。閉環系統的超調量越小,系統的回響速度變慢。

總的來說,在控制工程實踐中,PI控制器主要是用來改善控制系統的穩態性能。

套用範圍

適用於具有大慣性,大滯後特性的被控對象。如鍋爐溫度控制,風力發電機功率控制等。

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