PID控制器
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PID控制器的視頻教程
1-106基于matlab的粒子群算法與 Simulink 模型之間連接的橋梁是粒子（即PID控制器參數(shù))和該粒子對應(yīng)的適應(yīng)值（即控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)）
基于matlab的粒子群算法與 Simulink 模型之間連接的橋梁是粒子（即 PID 控制器參數(shù)）和該粒子對應(yīng)的適應(yīng)值（即控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)）。
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PID控制器的實例教程
B、Transfer Fcn選擇
打開Transfer Fcn對控制對象進行設(shè)計。
如上所示，Numerator coefficient為傳函分子，Denominator coefficient為傳函分母，設(shè)計分子為[1]，分母為[1 1 1]。
C、PID參數(shù)介紹
打開PID Controller。其默認(rèn)模式為Controller：PID，時間為連續(xù)時間控制。Kp=1，Ki=1，Kd=0。
點擊Run運行仿真，圖如下，其中黃色線為原始信號y=sin(t)，粉紅色線為經(jīng)過PID控制后，傳入傳函T即被控對象后的輸出信號y1。
由圖可知道沒有調(diào)節(jié)參數(shù)的PID控制效果極差。
D、PID參數(shù)優(yōu)化
對PID控制器三個參數(shù)進行設(shè)計，這個過程需要多次帶值調(diào)試，最終選擇Kp=22，Ki=1，Kd=3仿真結(jié)果較為良好。
如下圖所示可以看到原始信號y與經(jīng)過傳函T后的輸出信號y1波形保持一直良好，不過存在時滯，y1滯后一定相位角。
E、PID控制類型選擇
由Controller可知PID控制器存在五種模式：PID，PI，PD，P，I。注意沒有單獨的D微分控制器。
選擇PI控制模式，取Kp=22，Ki=1，如下所示。
系統(tǒng)PID Controller圖標(biāo)變?yōu)槿缦隆?系統(tǒng)仿真結(jié)果見下圖。
展開 # 發(fā)布年份：2021 課程時長：2小時 課程大小：264.5MB 視頻格式：MP4 ## 課程學(xué)習(xí)內(nèi)容 課程結(jié)合基礎(chǔ)控制理論，講解自主編寫控制程序的相關(guān)知識。主要學(xué)習(xí)通用控制專業(yè)術(shù)語、軟件環(huán)境下PID控制器的設(shè)計方法，以及不同場景與問題下PID
建模思路
這是一個流體-熱-邏輯控制三者耦合問題，建模思路如下：
流體流動與內(nèi)部傳熱用Abaqus/CFD求解器進行模擬；
電熱絲和溫度傳感器的發(fā)熱或自身傳熱用Abaqus/Standard求解器進行模擬；
流體-結(jié)構(gòu)之間的傳熱通過SIMULIA Co-simulation Engine (CSE)進行共軛傳熱（Conjugate heat transfer，CHT）模擬；
PID邏輯控制部分先通過Dymola的FMI 2.0協(xié)議輸出用于調(diào)節(jié)水溫的*.fmu文件，再利用CSE和Abaqus/Standard求解器進行通信完成協(xié)同仿真。
水溫控制器系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系
Dymola搭建的PID控制器如下圖所示，它會讀取Standard中溫度傳感器傳來的當(dāng)前溫度并計算與目標(biāo)溫度之間的誤差，經(jīng)過PID算法決定電熱絲的發(fā)熱功率的大小，以達到使出口處水溫升高并維持在50℃的目的。
Dymola PID控制模型
3. 仿真結(jié)果
流體-熱-邏輯控制仿真結(jié)果表明，大約經(jīng)過15s，水溫控制器即可將出口處的水溫升高并維持在50℃不變。
展開 通過在仿真模型中加入PID控制器實現(xiàn)了對傳動軸的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。進行了傳動軸變速運動仿真模擬試驗，得到了PID控制器跟蹤曲線與性能，齒輪對上由于齒輪接觸力產(chǎn)生的軸向與徑向力通過傳動軸傳遞至軸承上的力變化曲線。結(jié)果表明，PID控制器達到了較高精度的速度效果，得到了符合實際運動情況的軸承力變化曲線，為汽車齒輪對接觸載荷軸承損失仿真研究提供了參考。
文章來源：汽車實用技術(shù)
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、PID 微分控制，就是人的眼睛看著杯里水量和刻度的距離，當(dāng)差距很大的時候，就用水壺大水量得倒水，當(dāng)人看到水量快要接近刻度的時候，就減少水壺的得出水量，慢慢的逼近刻度，直到停留在杯中的刻度。如果最后能精確停在刻度的位置，就是無靜差控制；如果停在刻度附近，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。
在工程實際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，控制理論的其它技術(shù)難以采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。
比例（P）控制
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(dāng)僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steady-state error）。
積分（I）控制
在積分控制中，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)（System with Steady-state Error）。
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PID控制器的最新內(nèi)容
主要學(xué)習(xí)通用控制專業(yè)術(shù)語、軟件環(huán)境下PID控制器的設(shè)計方法，以及不同場景與問題下PID
控制器：PLC、DCS或?qū)Ｓ?em>PID控制器，負責(zé)計算誤差并輸出控制信號。
執(zhí)行機構(gòu)：即支持比例控制的諾冠提升閥，接收控制信號并調(diào)節(jié)流體通路。
閉環(huán)控制
PID 控制器：運用 PID（比例 - 積分 - 微分）控制器，根據(jù)設(shè)定的氧含量目標(biāo)值與實際測量值之間的偏差，自動調(diào)整進風(fēng)量。
自適應(yīng)控制：結(jié)合機器學(xué)習(xí)算法，實現(xiàn)對不同工況下的自適應(yīng)控制，進一步提升控制精度和響應(yīng)速度。
、控制器、專家控制器、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器、混合/集成智能控制系統(tǒng)、分級遞階控制系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)等；
上屆回顧：
2023年6月1日，第二屆CTIS消費者科技及創(chuàng)新展覽會在上海新國際博覽中心圓滿落幕。
人工智能展區(qū)
人工智能硬件解決方案|人工智能實驗室|家用機器人|餐飲機器人|迎賓機器人|擬腦機器人|教育機器人|AR/VR|虛擬現(xiàn)實|增強現(xiàn)實|智能穿戴|生物識別|指紋識別|虹膜識別|人臉識別|靜脈識別|文字識別|視網(wǎng)膜識別|神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片|智能傳感器|智能PID|專家控制器|神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器|人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)|智能搜索引擎|計算機視覺|圖像處理等。
文章選擇PID控制方式，控制器在接收輸入信號后，以比例形式反映偏差信號，保證了更加精確的識別偏差。并且在發(fā)現(xiàn)偏差后，分別通過積分處理（消除靜差）、微分處理（修正偏差），使被控對象的各個變量均在允許范圍內(nèi)[9]。以傳遞函數(shù)形式表示PID控制原理：
式中，G(s）為PID控制器的傳遞函數(shù)；K為比例系數(shù)，無量綱；T為積分時間常數(shù)；t為微分時間常數(shù)；s為PID控制器的響應(yīng)時間；e為自然常數(shù)。
1.4 PID控制器
PID控制器是工程中常用的控制策略，為實現(xiàn)仿真模型中的激勵信號加載與閉環(huán)控制，使用PID控制器實現(xiàn)軸承負載的速度閉環(huán)控制，PID控制器一般模型為
式中，kp為比例系數(shù)；TI為積分時間常數(shù)；TD為微分時間常數(shù)。
2 基于AMESim的仿真模型
在AMESim中搭建汽車斜齒輪對軸承損失仿真模型如圖2所示。
AMESim變矩器模型是一個比例-積分-導(dǎo)數(shù)(PID)控制器，根據(jù)實際滑移量和期望滑移量之間的差異，提供對變矩器離合器的法向力。
圖2電池包流阻特性
在低溫制熱系統(tǒng)的原模型中，前排腿部溫度過高將會通過PID控制器限制PTC功率的輸出。三通閥的開度由電池升溫信號經(jīng)過處理后，通過PID控制器輸出其開度控制信號。
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人工智能其他：人機交互界面、知識庫、推理機、解釋器、綜合數(shù)據(jù)庫、人工智能實驗室、知識獲取、定理證明、博弈、遺傳編程、信息感應(yīng)與辨證處理、人工生命、復(fù)雜系統(tǒng)
