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基于PID調(diào)節(jié)儀的預期錯誤和衍生模式的分析
來源：上海自動化儀表有限公司作者：發(fā)表時間：2019-02-14 08:47:11【小中大】
上海自動化儀表有限公司在本文中主要分析了PID調(diào)節(jié)儀的預期錯誤和衍生模式具體的詳情。
在P動作的描述中，PID調(diào)節(jié)儀作用于擾動對CV的初始影響。然而，最初揭示出發(fā)生干擾可能是一個小的CV偏差，但是，如果允許隨著時間的推移完全發(fā)展，它可能演變?yōu)橐粋€很大的值。完全發(fā)展的CV偏差，而不是初始指示，表示導致CV開始偏離的干擾的幅度。通過微分作用，控制器將根據(jù)預期誤差采取比例作用，而不僅僅是CV偏差的初始顯示。問題是如何預測預期的誤差，干擾的完全發(fā)展結(jié)果？
如果過程是線性的并且對擾動具有一階響應(yīng)，那么e將如何響應(yīng)擾動變化Δd的模型是：
預期的e值是穩(wěn)定的，完全發(fā)展的預期值。
請注意，如果擾動可以測量并且處理增益對干擾是已知的，則è 預期可以從計算d（ΔD）= E 預期。然而，這些往往是無法測量和未知的。幸運的是，等式（1）揭示了可以基于當前致動誤差及其變化率來估計預期的未來誤差，其值已經(jīng)由控制器已知。
等式（2）沒有規(guī)定干擾是什么。偏差可能表明包括MV在內(nèi)的幾種干擾的匯合。等式（2）被稱為“引導”，應(yīng)該是熟悉的。它代表了投球手必須做的事情，讓一個跑動的目標接球。當球到達時，球必須被扔到接球手所在的位置?；谒鯬-動作PI控制器， 預期是：
當將等式（2）代入等式（3）并重新排列時，對預期誤差具有P動作的PI控制器是經(jīng)典的PID關(guān)系。
雖然方程（4）看起來像微積分及其∫edt和（d e / dt）表示，但積分實際上只是遞增更新的和，并且導數(shù)將從數(shù)值方法計算（（e new -e old）/ Δt），這又是簡單的算術(shù)減法和除法。
PD動作相當于預期誤差的P動作。無論是否使用D動作，仍然需要對偏置I動作進行增量調(diào)整以消除穩(wěn)態(tài)偏移。
圖1.標準PID調(diào)節(jié)儀
PID調(diào)節(jié)儀的這個框圖使用拉普拉斯變換表示法，其中s表示將輸入的導數(shù)帶到功能塊的操作，1 / s表示集成輸入。
如果過程測量有噪聲，則數(shù)值導數(shù)會放大噪聲影響。而且，如果流程響應(yīng)相對較快，則無需使用預期的錯誤概念。因此，只對無噪聲和慢速演化過程使用D-action。
在框圖表示法中，PID調(diào)節(jié)儀（基于預期誤差的P控制器和用于消除穩(wěn)態(tài)偏移的增量調(diào)整的PI控制器）如圖1所示。該圖使用拉普拉斯變換符號，其中s表示對將輸入的導數(shù)帶到功能塊，1 / s表示集成輸入。但是，再次，無論用于描述函數(shù)的符號或微積分詞都是簡單的算術(shù)運算。
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