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技術(shù)文章

PID控制器死區(qū)作用
PID控制器死區(qū)作用

下面以水輪發(fā)電機組為例，說明死區(qū)的作用。
       通過調(diào)節(jié)水輪發(fā)電機組的導(dǎo)水葉，改變流進水輪機組的進水量，可以控制發(fā)電機輸出的有功功率。導(dǎo)水葉用稱為接力器的高壓油缸來驅(qū)動。如果不停的調(diào)節(jié)導(dǎo)水葉，有關(guān)的機械元件將會磨損得很快。
       電力系統(tǒng)的能量不能儲存，為了使頻率穩(wěn)定，應(yīng)盡可能地保證系統(tǒng)發(fā)出的總功率與消耗的總功率相等。調(diào)度部門根據(jù)當(dāng)前頻率的情況，確定各大的電站需要發(fā)出的有功功率，電站再分解給每臺機組。對于某臺機組來說，實發(fā)的有功功率在較小的范圍內(nèi)波動，不會對電力系統(tǒng)的頻率造成多大的影響，小機組更是如此。因此實際上沒有必要將發(fā)電機輸出的有功功率控制得非常準確。為此可以在控制有功功率的PID控制器中設(shè)置死區(qū)。
     PID控制器的設(shè)定值減去過程變量（反饋值），便得到負反饋的誤差。死區(qū)環(huán)節(jié)用來處理誤差值，誤差的**值小于設(shè)置的死區(qū)寬度時，死區(qū)的輸出值為0。誤差的**值大于設(shè)置的死區(qū)寬度時，死區(qū)的輸入、輸出為線性關(guān)系，按正常的PID規(guī)律控制。
     死區(qū)的輸出為0時，PID控制器的比例部分和微分部分均為0，積分部分保持不變。雖然誤差值在死區(qū)寬度設(shè)置的范圍內(nèi)變化，控制器的輸出卻保持不變。此時系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)，雖然控制精度略為降低，卻能顯著地減輕機械部分的磨損。
    死區(qū)還可以抑制由于控制器輸出量的量化造成的連續(xù)的較小的振蕩，例如用S7-300的FB 43 PULSEGEN進行脈沖寬度調(diào)制時可能出現(xiàn)的振蕩。
       如果令死區(qū)寬度為0，死區(qū)就被關(guān)閉了。