pid基本控制规律

试析智能控制器的基本控制规律

随着微电子技术的不断发展，集成了cpu、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至a／d、d／a转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片(即单片机)出

现了。以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了所谓的“智能化测量控制系统”，也就是智能控制器。 智能控制器工作原理。传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经a／d转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等)；运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时单片机把运算结果与存储于片内flashrom(闪速存储器)或e2prom(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。此外，智能控制器还可以与pc机组成分布式测控系统，由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据，通过串行通信将信息传输给上位机，由pc机进行全局管理。

智能控制器基本构成

1、硬件部分

（1）主机电路 主要由微处

试析智能控制器的基本控制规律

随着微电子技术的不断发展，集成了cpu、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器甚至a／d、d／a转换器等电路在一块芯片上的超大规模集成电路芯片(即单片机)出

现了。以单片机为主体，将计算机技术与测量控制技术结合在一起，又组成了所谓的“智能化测量控制系统”，也就是智能控制器。 智能控制器工作原理。传感器拾取被测参量的信息并转换成电信号，经滤波去除干扰后送入多路模拟开关；由单片机逐路选通模拟开关将各输入通道的信号逐一送入程控增益放大器，放大后的信号经a／d转换器转换成相应的脉冲信号后送入单片机中；单片机根据仪器所设定的初值进行相应的数据运算和处理(如非线性校正等)；运算的结果被转换为相应的数据进行显示和打印；同时单片机把运算结果与存储于片内flashrom(闪速存储器)或e2prom(电可擦除存贮器)内的设定参数进行运算比较后，根据运算结果和控制要求，输出相应的控制信号(如报警装置触发、继电器触点等)。此外，智能控制器还可以与pc机组成分布式测控系统，由单片机作为下位机采集各种测量信号与数据，通过串行通信将信息传输给上位机，由pc机进行全局管理。

智能控制器基本构成

1、硬件部分

（1）主机电路 主要由微处

专家IP控制D

1专、家PID控原制1理、专家IP控制原D 专理家PD控制I的实质是基：于控受对和象制控规的各种 知律，识须无知道被控象对精确模型，利的专家经用来验设计 PID数参专家。PID控是制种一接直型家专控制器

。图 1典型二阶系单统阶位响跃误应差线曲令(e)表示离散k的当化前采样刻的时误差值e,k( 1-),(k e-)2别表分前一示和个两前采样时个刻的误值，则有 e(差)ke(=)-ek( k1-) (ke 1-)=(ke-1)- (ke -)22/51

、专家1IPD控制原理根误差及其据化变对，图所示的二阶系1统单阶位 跃应响误曲线差进行如下定性分析： (1 )当 (ke) >1时M,明误差的说绝对值经已大。很 不误论变化差趋如势何，应考都虑控制器输的出定值按输 出以，达迅到调速整差，误误差绝对值使最大以速度减小 ，时同免超避。调时此，相当它于实开环控施。制/351

、专家1PD控I原制理2() 当(ek) (ke)>0 e或(k)=时，说0误明在朝差差误对绝 增值大方变化向，或差为某一误常值未，发生变。 化如果 ek()>M2, 说误明差大较，可考虑控制器实由施 较强控的制作，使误用差绝对朝值减小向变方，化迅速 减误小差的对

武汉理工大学机电工程学院

武汉理工大学 题目精益生产在汽车行业中的应用

学 院 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 日 期

武汉理工大学机电工程学院

精益生产在汽车行业中的应用

概述

目前提出的先进制造技术，就其内容讲大致可分为2大类。一类专门研究数字化的制造技术，其主要技术路线为CAD、VM、CAM、CIM到CIMS，以实现高柔性和高自动化为目标，这类技术常需要大量的人力、物力的投人，由于CIMS最终所能实现的仅是有限柔性；一类着重研究生产组织方式，从生产组织模式的角度探索适应市场需求的制造技术，如精益生产、并行工程、动态联盟等，其最大特征是无需大规模的投资，通过生产模式的变革，人员素质的提高可以实现针对产品的敏捷性、高柔性和低成本【1】，因此，十分适合于开发性企业。其中，精益生产对于企业发展和提高市场竞争力有这至关重要的意义。 精益生产的由来

20世纪70年代到80年代20世界70到80年代，

现代有机化工、石油炼制等工业的发展为人类提供了越来越多的新型材料、新型产品，但同时也带来了越来越多的有毒有害物质。除了在工业生产中常见的无机气体(如一氧化碳、硫化氢、氮氧化物等)外，毒性更大、危害更大的有机物质也开始引起人们的广泛注意。另外，长时间工作在有机物质(蒸汽、挥发物)的环境中，会对人身造成终生的危害。还有，各类应急事故发生时，迅速确认泄漏点、确认污染范围、确认事故发展趋势都是进行事故处理的首要条件。因此，对有机化合物进行现场低浓度、连续的监测，应当成为各级安全、消防、劳卫、环境等部门保护人身健康、设备安全的必要手段。

目前，现场监测有机化合物的仪器有很多(如检测管、便携式光离子化检测器、便携式气相色谱仪、便携式色质联机等)，但就现场有机物检测来讲，光离子化检测器(PID)无疑是一种简单、方便、快速的现场实用仪器。

一、PID技术描述

PID是英文Photo Ionization Detector的简称，即光离子化检测器。

一般情况下，气相色谱在用色谱柱分离混合化合物后，都要经过检测器才能确认各种化合物的种类和数量。光离子化检测器便是气相色谱检测器的一种，并且是一种新型的离子检测仪器。它是通过离子化的方法将待测化合物转变为容易被电子仪

现代有机化工、石油炼制等工业的发展为人类提供了越来越多的新型材料、新型产品，但同时也带来了越来越多的有毒有害物质。除了在工业生产中常见的无机气体(如一氧化碳、硫化氢、氮氧化物等)外，毒性更大、危害更大的有机物质也开始引起人们的广泛注意。另外，长时间工作在有机物质(蒸汽、挥发物)的环境中，会对人身造成终生的危害。还有，各类应急事故发生时，迅速确认泄漏点、确认污染范围、确认事故发展趋势都是进行事故处理的首要条件。因此，对有机化合物进行现场低浓度、连续的监测，应当成为各级安全、消防、劳卫、环境等部门保护人身健康、设备安全的必要手段。

目前，现场监测有机化合物的仪器有很多(如检测管、便携式光离子化检测器、便携式气相色谱仪、便携式色质联机等)，但就现场有机物检测来讲，光离子化检测器(PID)无疑是一种简单、方便、快速的现场实用仪器。

一、PID技术描述

PID是英文Photo Ionization Detector的简称，即光离子化检测器。

一般情况下，气相色谱在用色谱柱分离混合化合物后，都要经过检测器才能确认各种化合物的种类和数量。光离子化检测器便是气相色谱检测器的一种，并且是一种新型的离子检测仪器。它是通过离子化的方法将待测化合物转变为容易被电子仪

正文开始：这篇文章分为三个部分：

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PID原理普及

常用四轴的两种PID算法讲解(单环PID、串级PID) 如何做到垂直起飞、四轴飞行时为何会飘、如何做到脱控？

PID原理普及

1、 对自动控制系统的基本要求： 稳、准、快：

稳定性（P和I降低系统稳定性，D提高系统稳定性）：在平衡状态下，系统受到某个干扰后，经过一段时间其被控量可以达到某一稳定状态； 准确性（P和I提高稳态精度，D无作用）：系统处于稳态时，其稳态误差；

快速性（P和D提高响应速度，I降低响应速度）：系统对动态响应的要求。一般由过渡时间的长短来衡量。

2、 稳定性：当系统处于平衡状态时，受到某一干扰作用后，如果系统输出能够恢复到原来的稳态值，那么系统就是稳定的；否则，系统不稳定。

3、 动态特性（暂态特性，由于系统惯性引起）：系统突加给定量（或者负载突然变化）时，其系统输出的动态响应曲线。延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间、超调量和振荡次数。

通常： 上升时间和峰值时间用来评价系统的响应速度； 超调量用来评价系统的阻尼程度；

PID温度控制实验

PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一，它根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量对系统进行控制。当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制。

PID调节控制是一个传统控制方法，它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场，不同的现场，仅仅是PID参数应设置不同，只要参数设置得当均可以达到很好的效果。本实验以PID温度控制为例，通过此实验可以加深对检测技术、自动控制技术、过程控制等专业知识的理解。

一、实验目的 1、了解PID控温原理

2、掌握正校实验的方法，并用正交实验法来确定最佳P、I、D参数 3、会求根据温度变化曲线求出相应的超调量、稳态误差和调节时间的方法 二、仪器与用具

加热装置、加热控制模块、单片机控制及显示模块、配套软件、电脑。 三、实验原理

1、数字PID 控制原理

数字PID算法是用差分方程近似实现的, 用微分方程表示的PID调节规律的理想算式为:

1de(t)u(t)?KP[e(t)??e(t)dt?TD]

渤海大学

毕业设计（论文）

PID温度控制

摘要

模糊PID的温度控制系统具有真正的智能化和灵活性，越来越多的温度控制系统都基于模糊PID算法而设计。随着控制对象变得复杂，应用常规PID温度控制精度和鲁棒性降低。当控制对象很复杂的情况下，常规PID温度控制器已经不再适用了，为了提高对复杂系统的控制性能，要使用模糊PID温度控制器。一种将PID控制与模糊控制的简便性、灵活性、以及鲁棒性融为一体，构造了一个模糊PID温度控制器。

本文设计了一种基于模糊PID的温度控制系统，以AT89C51单片机为核心，主要做了如下几方面的工作：首先介绍了模糊PID控制理论基础，其次进行系统的硬件设计以及硬件选择，最后进行系统的软件设计以及仿真。 关键词：模糊PID；AT89C51单片机；温度控制；仿真

Abstract

Fuzzy PID temperature control system with real intelligence and flexibility, more and more temperature control systems are designed based on fuzzy PID algorithm.With the cont

PID、前馈控制

在闭环控制系统，把系统的输出量通过检测装置（传感器）引向系统输入端，与系统的输入量进行比较，从而得到反馈量与输入量的偏差信号，利用此偏差信号通过控制器（调节器）产生控制作用，从而纠正偏差。 具有比例放大器的单闭环调速系统是有静差系统。 闭环系统具有较强的抗干扰性能。

闭环系统对于给定信号和检测装置中的扰动无能为力。

将比例调节器换成比例积分调节器之后，不仅改善了动态性能，而且还能从根本上消除静差，实现无静差调节。

电流截止负反馈是为了实现截流反馈，为了能够保持电流不变，使它不超过允许值。电流负反馈的限流作用只应在启动和堵转时存在，在正常运行时必须去掉，使电流能自由的随着负载增减。

当采用了转速微分负反馈的时候，转速发生变化时，将会比普通双闭环系统更早一些达到平衡，使转速调节输入等效偏差信号提前改变极性，从而使转速调节器退饱和的时间提前。

电流正反馈和电压负反馈（或转速负反馈）是性质完全不同的两种控制作用，电压（转速）负反馈属于被调量的负反馈，是“反馈控制”，具有反馈控制规律，比例放大器控制时稳态总是有偏差的。放大倍数越大稳态偏差