从电气角度理解PID

ID:107593 · 发表于 2016-3-7 03:11

在学习电路的时候，常常借用水流动的情形来更形象地理解各种电路原理。后面学习自控原理时，发现原理性的东西往往有相通的地方，可以相互借鉴，加深理解。像PID控制方式，我对各种控制参量是这样理解的，不够严谨但理解起来觉得很贴切。 P（比例项）相当于R（电阻），I（积分项）相当于C（电容），D（微分项）相当于L（电感）。输入量相当于电流，输出量相当于电压。 1.纯P控制就像纯阻性电路。当我们改变阻值时，输出端立刻就作出了相应的电量变化。假设输入为电流，输出为电压，根据欧姆定律，电阻充当一个电流的比例系数，R越大，电流值变化所反映电压值变化就越显著。 2.PI控制类比于RC阻容电路。电容是存储电量的容器，其时间常数相当于过渡过程，电容值越大，充电时间越长，动态响应越迟缓。但是，当电路上的元件失电时，它能提供更持久的电量支持以维持一个期望的电平。在控制时这种容性效应表现为，当输出值波动时，积分项的“充电”和“放电”过程可以起到滤波作用。这种滤波直接作用于“电压”（输出端） 3.PID控制类比于阻性容抗电路。微分项相当于一个电感，它对电流（输入端）变化敏感并且对电流的变化进行阻碍（楞次定律）。这种感性作用同样起到电流滤波作用。电感量越大而电阻一定时，当电流突变时将对电压产生较大的变化。所以，引入了微分项能使系统对反应更灵敏，但由于比例倍增作用，也容易出现超调。

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