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位置型 PID 控制算法,适用于不带积分元件的执行器,执行器的动作位置与
其输入信号呈一一对应的关系。控制器根据第 n 次被控变量采样结果与设定值之
间的偏差 )(ne 计算出第 n 次采样之后所输出的控制变量。位置式 PID 控制算法的
数学表达式为:
n
c
.
d
l
r
o
W
c
L
P
w
w
w
.
nu
)(
neK
)(
P
T
T
I
n
i
0
ie
)(
T
D
T
ne
)([
ne
(
)]1
u
0
其中
( nu
)1
是第 1-n 次采样之后所输出的控制变量。控制变量 )(nu 的值将决定
第 n 次采样之后执行器的动作位置。
以伺服调节阀对流体流量或压力进行调节为例进行说明。若所使用的调节阀
输入控制信号为 4—20mA 电流,则当阀门执行器输入电流为 4mA 时,阀门的开度
值为 0%,当阀门执行器输入电流为 20 mA 时,阀门的开度值为 100% 。阀门执行
器输入的介于 4—20mA 的任一电流值 I ,均与阀门的某一开度值成一一对应的关
系,其对应关系表达式为:
开度
%
mA
I
4
mA
20
4
mA
%100
与位置型 PID 算法相对应的是增量式 PID 算法,增量式算法适用于自身带有
积分记忆元件的执行器,此类执行器的特点是:执行器的动作终点位置与之前每
次输入信号的累加值相关,每次执行器所输入的控制信号所决定的是本次执行器
动作终点位置相对于上一次动作终点位置的改变量,此类执行器比较典型的有步
进电机和步进电机驱动阀门。增量式 PID 算法输出控制变量表达式为:
nu
)(
nu
nu
-)(
(
T
n
T
neK
)(
neK
(
T
D
T
T
D
T
ne
)([
n
1-
T
T
i
0
ie
)(
ie
)(
ne
(
)1
)]1
)1-
I
i
0
P
P
I
-
ne
([
)1-
ne
(
)]2
neK
)({
P
ne
(
)1
T
T
I
ne
)(
T
D
T
ne
ne
(2)([
)1
ne
(
)]}2
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