PID控制说明

电力18讯：    目前的调节器的动态特性一般由三种典型调节作用组成，它们是比例、积分和微分作用，即P、I、D作用。即使DCS应用于电厂以后，PID（规律）仍然是主要的控制器。

在最基本的热工自动控制系统中，自动调节器和被控对象组成一个相互作用的闭合回路。在这种系统中，调节器根据被控量Y与设定值Z的偏差信号e，而使执行机构按一定的规律动作，从而引起控制机关位置m的变化。

（1）比例作用（P作用）

比例作用的动态方程为m=ke，K称为比例系数，δ=1/k  称为比例带。

比例作用的规律是，偏差e愈大，控制机关位移量m也愈大，偏差e 的变化速度    快，控制机关的移动速度也快。

当采用P作用调节器时，控制机关位置m与被控量或相关变量的数值之间必然存在着一一对应的关系，因此，在不同负荷时（即对应不同的控制机关位置），被控量与设定值之间的偏差也不同，也就是说，调节过程结束时，被控量总是有偏差的。合适确定比例带，一般总能使系统达到稳定，δ 越大，对提高稳定性愈有利，但调节过程速度放慢，静态时被控量与设定值偏差也增大。

（2）积分作用（I作用）

积分作用的动态方程式为 m=∫e・dt ，从该式可以看出，如果被控量不等于给定值，即 e ≠0 ，执行机构就不会停止动作，只有在 e =0，即偏差消失时，执行机构才停止动作，因此，调节过程结束时，被控量必定是无差的。

在调节过程中，积分作用也存在着不合理的一面，即如果参数整定不当，会使调节过程发生振荡。

（3）微分作用（D作用）

  微分作用的动态方程式是 m=de/dt ，从上式可以看出，调节过程结束时，偏差e不应再不会，de/dt  必须等于零，所以控制机构位置不会有变化，这样就不能适应负荷的变化，因此，仅有微分作用是不能执行控制任务的。

但微分作用的特点是其控制作用与偏差的变化速度成正比。在调节过程的开始阶段，被控量Y虽然偏离设定值不大，但如果其变化速度较快，微分作用可以使执行机构产生一个较大的位移。也就是说D作用比P、I作用超前，它加强了控制作用，限制了偏差的进一步增大，所以微分作用可以有效地减少动态偏差。