怎样用PID控制方式组建一个流量控制系统？

PID控制方式组建一个流量控制系统



一、PID控制的原理

PID控制作为最常用的过程控制技术，可根据信号输入，自动调节目标流量，达到调节过程控制的效果。PID(Proportional-Integral-Derivative)，其中，比例项会根据它的设定系数按比例进行加减，积分项会根据误差累计值和它的设定系数按照积分原理进行加减，微分项会根据它的设定值和它的设定系数按照微分原理进行加减。这三个元素金共同参与，可在其中调节相关参数从而实现控制和调整，从而实现流量控制。

二、PID控制的缺点

PID 控制在数学上属于非线性系统，由于系统参数 和过程设计的不完善，往往会出现振荡和抖动的现象，导致控制结果不稳定，极易出现系统偏差，而导致时间延迟。 因此，一般情况下，用PID控制作为单独的控制方式，对流量造成调节的精度不高，效果不稳定。

三、改进PID控制的方法

为了使PID控制具有更高的效果，采用双环PID控制技术可以克服传统PID控制方法的缺点。其特点是加强易受干扰的大变量进行反馈，从而保持系统稳定。双环PID控制的核心原理就是在外环中采用PID控制对被控对象进行调整，而内环采用不完全的PID控制来实现定量外环的动态误差补偿，从而提高了PID控制流量的准确性和稳定性。

四、PID 流量控制软件实现

在设计实现一套PID流量控制系统时，需要采用基于常规流量控制技术的先进控制软件，以实现精度调节和精确流量控制。这些软件有三类：

（1）带有全自动PID 控制算法的微处理器控制器，如PIC MCU。 该控制器可以直接在不同环境下进行数值控制，直接控制系统的水平，并自动调节控制系统参数；

（2）基于PC实现的软件，如随机收集，数据存储，现场数据收集，图形数据处理，数据统计，结果可视化等；

（3）基于智能手机的软件，即在移动客户端中实现PID流量控制功能，实现系统监视，数据采集，调节参数，监控服务等。

 五、流程控制系统设计

（1）流量系统的结构简化：采用无级式控制和实时交互处理，采用双环PID控制原理，设计简单的结构，简化系统的实现过程，快速实现控制；

（2）加大控制器运行效率：确定控制参数的数值，优化算法，提高控制的效率，使得实时交互的运行效率更加准确；

（3）实现精度调节：采用双环PID技术，调整外环和内环的控制参数， 结合介质的不同实现所需