
[自][航] 比例控制;比例调节
In explaining proportional control, several new terms must be introduced.
在解释积分控制前,几个术语应首先介绍。
The principle aim of proportional control is to control the process as the conditions change.
积分控制的目标是控制体系以连续的改变。
The DPC is a proportional control device and can realize dynamic balance of variable flow heat-supply system.
探讨了采用板式换热器作为热力站换热设备的变流量供热系统的调节方式。
The signal was processed using hardware filter plus software filter and the seam was tracked using threshold area plus proportional control.
信号的处理采用硬件滤波加软件滤波方法,采用门限区加比例控制的方法对焊缝进行跟踪。
The electro-hydraulic proportional control valve uses the proven force feed-back system for improved hysteresis, repeatability, and response.
电液比例控制阀使用的证明力反馈改善滞后性,重复性系统和响应。
|ratio control;[自][航]比例控制;比例调节
Proportional control(比例控制)是自动控制系统中应用最广泛的基础控制策略之一。其核心原理是根据当前系统误差(设定值与实际值的偏差)实时调整控制量,控制输出与误差成线性比例关系,数学表达式为: $$ u(t) = K_p cdot e(t) $$ 其中$K_p$为比例增益系数,$e(t)$表示瞬时误差,$u(t)$是控制器输出。这种控制方式最早由美国工程师Harold S. Black在1927年提出,并成为现代PID控制器的三大基础组件之一。
根据IEEE控制系统协会的技术文档,比例控制具有响应速度快、算法简单的优势,特别适用于对动态响应要求较高的工业场景,如无人机姿态调节和恒温箱温度控制。但存在固有缺陷——当系统存在持续干扰时,单纯比例控制会产生稳态误差(Steady-state error),这是由控制器的静态增益特性决定的。
英国国家物理实验室的验证实验表明,比例增益系数$K_p$的选择需要平衡系统稳定性与响应速度。增大$K_p$能提升响应速度,但会导致超调量增加,甚至引发振荡;减小$K_p$则能提高稳定性,但会延长调节时间。在核电站反应堆控制等安全关键系统中,工程师通常采用折中取值策略,并通过Bode图分析确定最优参数。
德国西门子工业自动化手册指出,现代工业应用中比例控制常与积分控制、微分控制结合形成PID控制器,这种组合既能消除稳态误差,又能改善系统动态性能。例如在注塑机压力控制系统中,比例控制模块负责快速响应模具压力变化,而积分模块则逐步消除残余偏差。
Proportional control(比例控制)是自动控制领域中的一种基础控制策略,其核心思想是控制器输出与系统误差(设定值与实际值的差值)成线性比例关系。以下是详细解释:
基本公式
比例控制的数学表达式为:
$$
P(t) = K_p cdot e(t)
$$
其中:
工作原理
当系统存在误差时,控制器会根据误差的大小按比例调整输出。例如:
优点与局限
典型应用
常见于工业自动化(如PID控制器中的“P”部分)、机器人运动控制、家电(洗衣机水位控制)等领域。实际应用中常与积分(I)和微分(D)控制结合,形成PID控制以优化性能。
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