變頻器的PID控制原理框圖_變頻器的PID的作用

　?。?）PI控制

　　PI控制是由比例控制（P）和積分控制（I）組合成的，根據(jù)偏差及時(shí)間變化產(chǎn)生一個(gè)執(zhí)行量。PI運(yùn)算是P運(yùn)算和I運(yùn)算之和。

　?。?）PD控制

　　PD控制是由比例控制（P）和微分控制（D）組合成的，根據(jù)改變動(dòng)態(tài)特性的偏差速率產(chǎn)生一個(gè)執(zhí)行量。PD運(yùn)算是P運(yùn)算和D運(yùn)算之和。

　?。?）PID控制

　　利用PI控制和PD控制的優(yōu)點(diǎn)組合成的控制。PID運(yùn)算是P、I和D三個(gè)運(yùn)算的總和。

　?。?）負(fù)作用

　　當(dāng)偏差x（x=設(shè)定值-反饋量）為正時(shí)，增加執(zhí)行量（輸出頻率），如果偏差為負(fù)，則減小執(zhí)行量。PID的負(fù)作用如圖6-5所示。

　?。?）正作用

　　當(dāng)偏差x（x=設(shè)定值-反饋量）為負(fù)時(shí)，增加執(zhí)行量（輸出頻率），如果偏差為正，則減小執(zhí)行量。PID的正作用如圖6-6所示。

　　Kp-比例常數(shù)；Ti-積分時(shí)間；s-演算子；Td-微分時(shí)間

　　（1）比較與判斷功能

　　首先為PID調(diào)節(jié)器給定一個(gè)電信號(hào)xt，該給定電信號(hào)對(duì)應(yīng)著系統(tǒng)的給定壓力pp，當(dāng)壓力傳感器將供水系統(tǒng)的實(shí)際壓力px轉(zhuǎn)變成電信號(hào)（即xf），送回PID調(diào)節(jié)器的輸入端時(shí)，調(diào)節(jié)器首先將它與壓力給定電信號(hào)xt相比較，得到的偏差信號(hào)為△x，即：

　　△x=xt-xf

　　△x》0：給定值大于供水壓力，在這種情況下，水泵應(yīng)升速?！鱴越大，水泵的升速幅度越大。

　　△x《0：給定值小于供水壓力，在這種情況下，水泵應(yīng)降速。|△x|越大，水泵的降速幅度越大。

　　如果△x的值很小，可能反應(yīng)就不夠靈敏。另外，不管控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)多么好也不可能完全消除靜差。這里的靜差是指△x的值不可能完全降到0，而始終有一個(gè)很小的差值存在，從而使控制系統(tǒng)出現(xiàn)了誤差。

　　為了增大控制的靈敏度，引入了P功能。

　?。?）P（比例）功能

　　P功能就是將△x的值按比例進(jìn)行放大（放大P倍），這樣盡管△x的值很小，經(jīng)放大后再來調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速也會(huì)比較準(zhǔn)確而迅速。放大后，△x的值大大增加，靜差s在△x中占的比例也相對(duì)減少，從而使控制的靈敏度增大，誤差減小。

　　那么P值的大小對(duì)控制系統(tǒng)有何影響呢？如果P值設(shè)得過大，△x的值變得很大，供水系統(tǒng)的實(shí)際壓力px調(diào)整到給定值pp的速度必定很快。但由于拖動(dòng)系統(tǒng)的慣性原因，很容易發(fā)生px》pp的情況，這種現(xiàn)象稱為超調(diào)。于是控制又必須反方向調(diào)節(jié)，這樣就會(huì)使系統(tǒng)的實(shí)際壓力在給定值（恒壓值）pp附近來回振蕩，如圖7-14（b）所示。

　　分析產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象的原因：主要是加、減速過程都太快的緣故，為了緩解因P功能給定過大而引起的超調(diào)振蕩，可以引入I功能。

　　（3）I（積分）功能

　　I功能就是對(duì)偏差信號(hào)△x積分后再輸出，其作用是延長(zhǎng)加速和減速的時(shí)間，以緩解因P（比例）功能設(shè)置過大而引起的超調(diào)。P功能與I功能結(jié)合，就是PI功能，圖7-14（c）就是經(jīng)PI調(diào)節(jié)后供水系統(tǒng)實(shí)際壓力px的變化波形。

　　從圖中看，盡管增加I功能后使得超調(diào)減少，避免了供水系統(tǒng)的壓力振蕩，但是也延長(zhǎng)了供水壓力重新回到給定值pp的時(shí)間。為了克服上述缺陷，又增加了D功能。

　?。?）D（微分）功能

　　D功能就是對(duì)偏差信號(hào)△x取微分后再輸出。也就是說，當(dāng)供水壓力px剛開始下降時(shí)，dpx/dt最大，此時(shí)△x的變化率最大，D輸出也就最大。此時(shí)水泵的轉(zhuǎn)速會(huì)突然增大一下。隨著水泵轉(zhuǎn)速的逐漸升高，供水壓力會(huì)逐漸恢復(fù)，dPx/dt會(huì)逐漸減小，D的輸出會(huì)迅速衰減，供水系統(tǒng)又呈現(xiàn)PI調(diào)節(jié)。