控制原理典型环节

1、PID控制器是根据系统误差，利用比例、积分和微分来计算控制量进行控制。

2.比例P控制。比例控制是最简单的控制方法。控制器的输出与输入误差信号成比例。当只有比例控制时，系统输出有稳态误差。

3.积分I控制。在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成比例。

对于一个自动控制系统来说，如果进入稳态后出现稳态误差，则该控制系统称为稳态误差或简称为微分系统。

为了消除稳态误差，必须在控制器中引入“积分项”。积分项对的误差取决于对时间的积分，积分项会随着时间的增加而增加。这样，即使误差很小，积分项也会随时间增加，从而推动控制器的输出增加，进一步减小稳态误差，直至等于零。

因此，比例+积分(PI)控制器可以使系统进入稳态后无稳态误差。

4.差分D控制。在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比。

自动控制系统在克服误差的调节过程中，可能会出现振荡甚至失稳。原因是有大惯性分量(环节)或延迟分量，可以抑制误差，它们的变化总是滞后于误差的变化。

解决方法是“提前”误差抑制效果的变化，即当误差接近零时，误差抑制效果应该为零。

也就是说，仅仅在控制器中引入“比例”项往往是不够的。比例项的作用只是放大误差的幅度，但需要加上的是“微分项”，可以预测误差变化的趋势。这样，比例+微分的控制器可以提前使抑制误差的控制效果等于零甚至为负，从而避免被控量的严重超调。

因此，对于大惯性或大时滞的被控对象，比例+微分(PD)控制器可以改善系统在调节过程中的动态特性。