阿里云CloudPID基于PID控制系统,在其基础上添加了阿里云强大的数据处理、计算和人工智能算法能力,极大地降低了PID整定的专业门槛和维护成本。本文为您介绍PID的行业背景和现状、PID控制系统的原理以及阿里云CloudPID系统的业务流程。

PID控制系统介绍

PID(Proportional Integral Derivative)控制系统由比例、积分、微分三种控制器组成,经典PID控制系统的原理如下图所示。PID控制系统原理
PID控制系统又包含P控制、I控制、D控制,根据不同对象和控制目标,您可以使用其中任意一种实现控制:
  • P控制

    P控制也叫比例控制,是一种简单的控制系统,控制器的输出与输入误差信号成比例关系。比例控制能够提高系统的响应速度和稳态精度,抑制扰动对系统稳态的影响。比例控制过大会导致系统超调、振荡,从而影响系统的稳定性。纯比例控制并不能消除稳态误差(Steady-state error),存在静差。

  • I控制

    I控制也叫积分控制。在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。积分项会将前面若干次的误差进行累计,从而消除系统稳态误差。

  • D控制

    D控制也叫微分控制,其控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。微分控制的主要作用是减少控制过程中的震荡,微分能预测误差变化的趋势。微分与积分组合调节,能很好控制被控量的调整幅值,从而避免超调。

为什么选择阿里云CloudPID系统

PID调节控制器因为其结构简单、鲁棒性好、可靠性高等优点,在工业领域应用极为广泛。有资料显示超过97%的反馈回路采用了PID控制器,而目前实际生产过程中取得预期控制效果的PID调节控制器占比只有三成。PID整定需要领域专家完成,单次单PID回路的整定价格高达3千~2万元人民币。一个成熟的工业自动化控制系统的PID回路个数成百上千,完成一次完整的PID整定成本需要几十万甚至上百万,且整定完整后控制效果持续时间短。

而阿里云CloudPID依托阿里云强大的数据处理和计算能力,结合人工智能算法,极大地降低了PID整定的专业门槛及维护成本,具备自主学习、自动适应和自我调节的能力。主要业务流程如下。CloudPID业务流程