
[自][航] 比例控制;比例調節
In explaining proportional control, several new terms must be introduced.
在解釋積分控制前,幾個術語應首先介紹。
The principle aim of proportional control is to control the process as the conditions change.
積分控制的目标是控制體系以連續的改變。
The DPC is a proportional control device and can realize dynamic balance of variable flow heat-supply system.
探讨了采用闆式換熱器作為熱力站換熱設備的變流量供熱系統的調節方式。
The signal was processed using hardware filter plus software filter and the seam was tracked using threshold area plus proportional control.
信號的處理采用硬件濾波加軟件濾波方法,采用門限區加比例控制的方法對焊縫進行跟蹤。
The electro-hydraulic proportional control valve uses the proven force feed-back system for improved hysteresis, repeatability, and response.
電液比例控制閥使用的證明力反饋改善滞後性,重複性系統和響應。
|ratio control;[自][航]比例控制;比例調節
Proportional control(比例控制)是自動控制系統中應用最廣泛的基礎控制策略之一。其核心原理是根據當前系統誤差(設定值與實際值的偏差)實時調整控制量,控制輸出與誤差成線性比例關系,數學表達式為: $$ u(t) = K_p cdot e(t) $$ 其中$K_p$為比例增益系數,$e(t)$表示瞬時誤差,$u(t)$是控制器輸出。這種控制方式最早由美國工程師Harold S. Black在1927年提出,并成為現代PID控制器的三大基礎組件之一。
根據IEEE控制系統協會的技術文檔,比例控制具有響應速度快、算法簡單的優勢,特别適用于對動态響應要求較高的工業場景,如無人機姿态調節和恒溫箱溫度控制。但存在固有缺陷——當系統存在持續幹擾時,單純比例控制會産生穩态誤差(Steady-state error),這是由控制器的靜态增益特性決定的。
英國國家物理實驗室的驗證實驗表明,比例增益系數$K_p$的選擇需要平衡系統穩定性與響應速度。增大$K_p$能提升響應速度,但會導緻超調量增加,甚至引發振蕩;減小$K_p$則能提高穩定性,但會延長調節時間。在核電站反應堆控制等安全關鍵系統中,工程師通常采用折中取值策略,并通過Bode圖分析确定最優參數。
德國西門子工業自動化手冊指出,現代工業應用中比例控制常與積分控制、微分控制結合形成PID控制器,這種組合既能消除穩态誤差,又能改善系統動态性能。例如在注塑機壓力控制系統中,比例控制模塊負責快速響應模具壓力變化,而積分模塊則逐步消除殘餘偏差。
Proportional control(比例控制)是自動控制領域中的一種基礎控制策略,其核心思想是控制器輸出與系統誤差(設定值與實際值的差值)成線性比例關系。以下是詳細解釋:
基本公式
比例控制的數學表達式為:
$$
P(t) = K_p cdot e(t)
$$
其中:
工作原理
當系統存在誤差時,控制器會根據誤差的大小按比例調整輸出。例如:
優點與局限
典型應用
常見于工業自動化(如PID控制器中的“P”部分)、機器人運動控制、家電(洗衣機水位控制)等領域。實際應用中常與積分(I)和微分(D)控制結合,形成PID控制以優化性能。
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