PI控制器存在的问题及解决方案.doc

过程控制系统PID控制存在的问题及解决方案:PI控制存在的问题及解决方法姓 名: 王宜鼎 专业班级: 自动化08-4 学 号:310808020422摘要：目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有70多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。在PID控制过程中，PI控制器是其中重要的组成部分。在现实应用中PI控制器存在有一些先天性的缺陷，本文将对PI控制器存在的问题进行研究，并提出相应的解决方案。目录：摘要1一 PI控制器简介3二 PI控制器的特点3三 PI控制器存在的问题4四 PI控制器存在问题的解决方案4参考文献51 PI控制器简介:PI控制器包括比例调节和积分调节。 比例调节作用：按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。 积分调节作用：使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。PI控制器主要应用于低频性能，低频段高增益。2 PI控制器的特点：1. 应输入的变化，起到粗调的作用；随后，积分作用使输出逐渐增加，最终PI控制的输出响应由两部分组成：当偏差出现时，比例作用迅速反达到消除误差的目的，起到细调作用。2. PI控制本质上是比例增益随偏差的时间进程而不断变化的比例作用。3. 与比例控制相比，PI控制由于积分环节的存在，会使系统相频特性存在相位滞后，造成系统的稳定性能和动态品质变差。4. 积分控制器存在积分饱和现象。3 PI控制器存在的问题：1. 相较于比例控制，响应速度减慢，稳定性减弱。2. 存在积分饱和现象，会使控制器失去调节作用，容易引发危险事故。3. 参数整定困难，不易调节。4 PI控制器存在问题的解决方案：1. 一般采用接入外部积分反馈或在控制器内自行切换PI-P控制方式等方法来防止积分饱和。2. 在PI控制器外部接入PD控制器组合成为PID控制器（PI+PD），这样系统可在低频段为积分特性从而消除误差；高频段为微分特性从而提高系统响应速度并能够抑制扰动。PID参数整定口诀：参数整定找最佳，从小到大顺序查 。先是比例后积分，最后再把微分加 。曲线振荡很频繁，比例度盘要放大 。曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳 。曲线偏离回复慢，积分时间往下降 。曲线波动周期长，积分时间再加长 。曲线振荡频率快，先把微分降下来 。动差大来波动慢。微分时间应加长 。理想曲线两个波，前高后低4比1 。一看二调多分析，调节质量不会低。参考文献：1. 郭一楠过程控制系统机械工业出版社2