Part

1

關于使用PID調制大慣量、高遲滯系統時，加入微分項（D）要注意的問題。首先，我們來認識一下“微分”。

在數字計算中，這里的“微分” 實際上是差分，在采樣周期dT兩點的差值。Xt - X t-1，本質上就是變量  X 的變化量。

監控變化量，在自動控制中非常重要。特點就是提前介入控制。

Part

2

什么是提前介入控制？

就是說，我們的控制并非通過數字量的閾值、回差來控制。例如：火警不是達到250度才動作。而是監測模擬量溫升變化速率，就知道是著火了。又如：我們監測控制系統設定值的變化量；當設定值提高、加大時，其變化量為正值；乘以放大系數疊加到轉矩輸出。這對于大慣量負載來說，效果是提高了響應速度。（積分輸出過程就比較慢）這就是前饋預控的作用。

Part

3

在PID控制中，微分項是在誤差輸出的后面；它監測的是誤差ERR的變化量。我們知道，隨著閉環控制工作，誤差量逐步變小，毫無疑問，（相對上一個采樣值變?。┢洌ㄎ⒎郑┳兓渴秦撝怠Ｎ⒎值呢撝递敵鰧⒁种乒δ軌K的輸出。誤差值變化量越大，微分輸出值越大，抑制量越大。而當誤差值越?。ㄒ馕吨鴮嶋H值接近設定值），變化波動越小時，微分的輸出（抑制量）很小。這種特性特別適合大慣量、高遲滯的系統。通過加入微分，能有效控制對象的波動精度。

Part

4

看起來不錯，微分功能挺好。

但是，我們是做工程的，細節要注意。

例如：我們用500度熱源去加熱一物體，從0度加熱到200度，需要18分鐘；我們用1200本體自帶的AI，采用100毫秒的循環中斷采樣差值，行不行呢？

實際上，不行！

盡管它的模擬量值都是0-27648，但因為它是10位AD轉換，二進制表示的后五位是無效的。它的分辨率僅為1024。用0-250度傳感器，感度0.24度。實際使用中，埋在物體中的傳感器溫升，換算可知才0.185度/秒。這就是說，每次100毫秒循環中斷的采樣差值均為零。

這個微分毫無作用。即使采樣周期放大10倍（1秒）也未必能行，微分輸出總為零，不能控制住對象溫度的波動。毫無疑問，換個0-500度的傳感器，更沒戲了。

所以，使用微分功能前，要實際計算/測量一下控制對象的慣量、傳感器的遲滯，選擇合適的參數。（1200、LOGO全系列本體模擬量AD轉換均是10位的），所以，去仔細看Zane版主關于溫度控制的帖子：

https://www.ad.siemens.com.cn （請復制鏈接在瀏覽器中打開）

思考一下：使用16位的AD轉換模塊，微分采樣時間500毫秒。為什么？