变频器的PID控制原理框图_变频器的PID的作用

　　变频器的PID控制原理框图和作用

　　（1）PI控制

　　PI控制是由比例控制（P）和积分控制（I）组合成的，根据偏差及时间变化产生一个执行量。PI运算是P运算和I运算之和。

　　（2）PD控制

　　PD控制是由比例控制（P）和微分控制（D）组合成的，根据改变动态特性的偏差速率产生一个执行量。PD运算是P运算和D运算之和。

　　（3）PID控制

　　利用PI控制和PD控制的优点组合成的控制。PID运算是P、I和D三个运算的总和。

　　（4）负作用

　　当偏差x（x=设定值-反馈量）为正时，增加执行量（输出频率），如果偏差为负，则减小执行量。PID的负作用如图6-5所示。

　　（5）正作用

　　当偏差x（x=设定值-反馈量）为负时，增加执行量（输出频率），如果偏差为正，则减小执行量。PID的正作用如图6-6所示。

　　

　　Kp-比例常数；TI-积分时间；s-演算子；Td-微分时间

　　

　　变频器的PID控制功能

　　（1）比较与判断功能

　　首先为PID调节器给定一个电信号xt，该给定电信号对应着系统的给定压力pp，当压力传感器将供水系统的实际压力px转变成电信号（即xf），送回PID调节器的输入端时，调节器首先将它与压力给定电信号xt相比较，得到的偏差信号为△x，即：

　　△x=xt-xf

　　△x》0：给定值大于供水压力，在这种情况下，水泵应升速。△x越大，水泵的升速幅度越大。

　　△x《0：给定值小于供水压力，在这种情况下，水泵应降速。|△x|越大，水泵的降速幅度越大。

　　如果△x的值很小，可能反应就不够灵敏。另外，不管控制系统的动态响应多么好也不可能完全消除静差。这里的静差是指△x的值不可能完全降到0，而始终有一个很小的差值存在，从而使控制系统出现了误差。

　　为了增大控制的灵敏度，引入了P功能。

　　（2）P（比例）功能

　　P功能就是将△x的值按比例进行放大（放大P倍），这样尽管△x的值很小，经放大后再来调整水泵的转速也会比较准确而迅速。放大后，△x的值大大增加，静差s在△x中占的比例也相对减少，从而使控制的灵敏度增大，误差减小。

　　那么P值的大小对控制系统有何影响呢？如果P值设得过大，△x的值变得很大，供水系统的实际压力px调整到给定值pp的速度必定很快。但由于拖动系统的惯性原因，很容易发生px》pp的情况，这种现象称为超调。于是控制又必须反方向调节，这样就会使系统的实际压力在给定值（恒压值）pp附近来回振荡，如图7-14（b）所示。

　　分析产生振荡现象的原因：主要是加、减速过程都太快的缘故，为了缓解因P功能给定过大而引起的超调振荡，可以引入I功能。

　　（3）I（积分）功能

　　I功能就是对偏差信号△x积分后再输出，其作用是延长加速和减速的时间，以缓解因P（比例）功能设置过大而引起的超调。P功能与I功能结合，就是PI功能，图7-14（c）就是经PI调节后供水系统实际压力px的变化波形。

　　从图中看，尽管增加I功能后使得超调减少，避免了供水系统的压力振荡，但是也延长了供水压力重新回到给定值pp的时间。为了克服上述缺陷，又增加了D功能。

　　（4）D（微分）功能

　　D功能就是对偏差信号△x取微分后再输出。也就是说，当供水压力px刚开始下降时，dpx/dt最大，此时△x的变化率最大，D输出也就最大。此时水泵的转速会突然增大一下。随着水泵转速的逐渐升高，供水压力会逐渐恢复，dPx/dt会逐渐减小，D的输出会迅速衰减，供水系统又呈现PI调节。