2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、什么是什么是PIDPID—一種通俗易懂的講解一種通俗易懂的講解PID通俗易懂講解作者:風中的歌最近從網(wǎng)上看到了一種對PID的解釋,比較通俗易懂,也好記住,經(jīng)過自己的整理后說明如下??刂颇P停耗憧刂埔粋€人讓他以PID控制的方式走110步后停下。(1)P比例控制,就是讓他走110步,他按照一定的步伐走到一百零幾步(如108步)或100多步(如112步)就停了。說明:P比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。當

2、僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差(Steadystateerr)。(2)PI積分控制,就是他按照一定的步伐走到112步然后回頭接著走,走到108步位置時,然后又回頭向110步位置走。在110步位置處來回晃幾次,最后停在110步的位置。說明:在積分I控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。對一個自動控制系統(tǒng),如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)(SystemwithSteadystate

3、Err)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小,直到等于零。因此,比例積分(PI)控制器,可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。(3)PD微分控制,就是他按照一定的步伐走到一百零幾步后,再慢慢地向110步的位置靠近,如果最后能精確停在110步的位置,就是無靜差控制;如果停在11

4、0步附近(如109步或111步位置),就是有靜差控制。說明:在微分控制D中,控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關(guān)系。自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn),其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后(delay)組件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差作用的變化“超前”,即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說,在控制器中僅引入“比例P”項往往是

5、不夠的,比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項”,它能預(yù)測誤差變化的趨勢。這樣,具有比例微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調(diào)。所以對有較大慣性或滯后的被控對象,比例P微分D(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。小云接到這樣一個任務(wù):一個水缸有點漏水(而且漏水的速度還不是固定不變的),要求水面高度維持在某個位置,一旦發(fā)現(xiàn)水面高度低于要求位置,就要往水缸里加

6、水。小云接到任務(wù)后就一直守在水缸旁邊,時間長就覺得無聊,就跑到房里看小說了,開始每30分鐘來檢查一次水面高度。結(jié)果水漏得太快,每次小云來檢查時,水都快漏完了,離要求的高度相差很遠,后來小云改為每3分鐘來檢查一次,結(jié)果每次來水都沒怎么漏,不需要加水,來得太頻繁做的是無用功。幾次試驗后,他確定每10分鐘來檢查一次。這個檢查時間就稱為采樣周期。開始小云用勺子加水,水龍頭離水缸有十幾米遠的距離,經(jīng)常要跑好幾趟才加夠水,于是小云又改為用桶加,一加

7、就是一桶,跑的次數(shù)少了,加水的速度也快了,但好幾次將缸給加溢出了,小云又動腦筋,我不用瓢也不用桶,最后選擇可用盆,幾次下來,發(fā)現(xiàn)剛剛好,不用跑太多次,也不會讓水溢出。這個加水工具的大小就稱為比例系數(shù)。小云又發(fā)現(xiàn)水雖然不會加過量溢出了,有時會高過要求位置比較多,還是有溢出的可能。于是他又想了個辦法,在水缸上裝一個漏斗,每次加水不直接倒進水缸,而是倒進漏斗讓它慢慢加。這樣溢出的問題解決了,但加水的速度又慢了,有時還趕不上漏水的速度。于是他試

8、著變換不同大小口徑的漏斗來控制加水的速度,最終找到了滿意的漏斗。漏斗的時間就稱為積分時間。小云終于喘了一口氣,但任務(wù)的要求突然嚴格了,水位控制的及時性要求大大提高,一旦水位過低,必須立即將水加到要求位置,而且不能高出太多,否則不給工錢。小云又為難了!于是他又開動腦筋,終于讓它想到一個辦法,常放一盆備用水在旁邊,一發(fā)現(xiàn)水位低了,不經(jīng)過漏斗就是一盆水下去,這樣及時性是保證了,但水位有時會高很多。他又在要求水面位置上面一點將水缸鑿一孔,再接一

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