变频器PID控制功能

    PID控制是闭环控制中的一种常见形式。反馈信号取自调速系统的输出端，当输出量偏离所要求的给定值时，反馈信号成比例地变化。在输入端，给定信号与反馈信号相比较，存在一个偏差值。对该偏差值，经过PID调节，变频器通过改变输出频率，迅速、准确地消除拖动系统的偏差，回复到给定值，振荡和误差都比较小。

    图6-24所示为PID调节的恒压供水系统示意图，供水系统的实际压力由压力传感器转换成电量（电压或电流），反馈到PID调节器的输入端（即xf），下面以该系统为例介绍PID调节功能。

图6-24 PID调节的恒压供水系统示意图

    (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>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<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静差存在，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，将这种现象称为超调。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6-25b所示。

图6-25 PID调节功能波形

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