В чем заключается функция пропорциональной регулировки, интегральной регулировки и дифференциальной регулировки?

PID — это аббревиатура от английских слов Proportion (пропорция), Integral (интеграл) и Differential coefficient (дифференциальный коэффициент). Регулирование по принципу PID на самом деле состоит из трех способов регулирования: пропорционального, интегрального и дифференциального. Пропорциональная регулировка: представляет собой реакцию системы на отклонения. Как только в системе возникает отклонение, пропорциональная регулировка немедленно начинает действовать для его уменьшения. Большой коэффициент пропорциональности позволяет ускорить процесс регулирования и снизить ошибки. Однако слишком высокий коэффициент приводит к снижению стабильности системы, а иногда даже к её нестабильности. Интегральная регулировка: предназначена для устранения постоянных ошибок в системе и повышения степени безошибочности. Из-за наличия ошибки происходит интегральная регулировка до тех пор, пока ошибка не исчезнет; затем регулировка прекращается, и её выход принимает постоянное значение. Сила эффекта интегрирования зависит от временной константы интегрирования Ti; чем меньше значение Ti, тем сильнее эффект интегрирования. Напротив, при большом значении Ti интегрирующее воздействие ослабевает; добавление регулировки посредством интеграции может привести к снижению стабильности системы и замедлению её динамической реакции. Функция интегрирования часто сочетается с двумя другими способами регулирования, образуя регулятор PI или регулятор PID. Дифференциальная регуляция: дифференциальный эффект отражает скорость изменения сигнала отклонения в системе; он обладает способностью к прогнозированию и позволяет предвидеть тенденцию изменений отклонений. Благодаря этому возможна проактивная регулировка — отклонения устраняются ещё до того, как они смогут возникнуть. Таким образом, можно улучшить динамические характеристики системы. При правильном выборе времени дифференцирования можно снизить перегрузку и уменьшить время настройки. Дифференцирование усиливает воздействие шумов, поэтому чрезмерная настройка дифференцирования негативно сказывается на способности системы противостоять помехам. Кроме того, дифференциальная реакция — это скорость изменения, и когда входные данные не меняются, выход дифференциального преобразователя равен нулю. Дифференциальное управление нельзя использовать в одиночку; оно должно сочетаться с двумя другими способами регулирования для формирования контроллеров типа PD или PID.

Проще говоря, регулировка по пропорции осуществляется в зависимости от величины отклонения: чем больше отклонение, тем сильнее эффект регулировки； Регулировка с использованием интеграции осуществляется в зависимости от времени наличия отклонения; при наличии отклонения происходит выходной сигнал, что способствует устранению остаточного отклонения ； Дифференциальная регуляция осуществляется на основе скорости изменения отклонения: чем выше скорость изменений, тем больше будет выходной сигнал. Если отклонение не меняется, выходной сигнал отсутствует; это способствует опережающей регуляции.