Pixsys ATR144系列PID控制器通過(guò)比例-積分-微分（PID）算法實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的精確控制。其核心原理基于誤差反饋機(jī)制，通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算設(shè)定值與實(shí)際值的偏差，并綜合比例、積分、微分三個(gè)環(huán)節(jié)的校正作用，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如繼電器、SSR等）調(diào)節(jié)被控對(duì)象，使其快速、穩(wěn)定地達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)。

一、PID控制的基本原理

PID控制器的輸出由三部分組成：

比例項(xiàng)（P - Proportional）

作用：與當(dāng)前誤差成正比，提供快速響應(yīng)。

公式：P out=K 

p?e(t)

特點(diǎn)：增大比例增益 K 

p可加快響應(yīng)速度，但過(guò)大的 K 

p會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩或超調(diào)。

積分項(xiàng)（I - Integral）

作用：對(duì)誤差進(jìn)行積分，消除穩(wěn)態(tài)誤差（長(zhǎng)期偏差）。

公式：I 

out=K i?∫ 0te(τ)dτ

特點(diǎn)：積分增益 K i

越大，消除穩(wěn)態(tài)誤差越快，但可能引起系統(tǒng)響應(yīng)變慢或振蕩。

微分項(xiàng)（D - Derivative）

作用：基于誤差變化率（斜率），預(yù)測(cè)未來(lái)趨勢(shì)并提前修正，抑制超調(diào)。

公式：D 

out=K d? dtde(t)

特點(diǎn)：微分增益 K d可改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，但對(duì)測(cè)量噪聲敏感。

總輸出公式：u(t)=K p?e(t)+K i?∫ 0te(τ)dτ+K d? dte(t)

二、Pixsys ATR144系列PID控制器的工作流程

信號(hào)采集

控制器通過(guò)傳感器（熱電偶、RTD、mA/V信號(hào)等）實(shí)時(shí)采集被控對(duì)象的當(dāng)前值（如溫度、壓力）。

誤差計(jì)算

計(jì)算設(shè)定值（目標(biāo)值）與實(shí)際值的偏差：e(t)=設(shè)定值?實(shí)際值。

PID算法運(yùn)算

比例環(huán)節(jié)：根據(jù)當(dāng)前誤差生成即時(shí)控制量。

積分環(huán)節(jié)：累積歷史誤差，持續(xù)調(diào)整輸出以消除殘差。

微分環(huán)節(jié)：檢測(cè)誤差變化率，提前修正控制量以抑制超調(diào)。

輸出控制

控制器的輸出信號(hào)通過(guò)繼電器、固態(tài)繼電器（SSR）等執(zhí)行器，調(diào)節(jié)加熱/冷卻設(shè)備、閥門等被控對(duì)象。

反饋與閉環(huán)優(yōu)化

系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)測(cè)實(shí)際值，形成閉環(huán)反饋，自動(dòng)調(diào)整PID參數(shù)（通過(guò)自整定功能）以優(yōu)化控制效果。

三、關(guān)鍵特性與優(yōu)勢(shì)

自適應(yīng)能力

支持自整定功能，可根據(jù)系統(tǒng)特性自動(dòng)優(yōu)化 K 

p,K i,K d

參數(shù)，簡(jiǎn)化調(diào)試流程。

多模式支持

提供PID、ON-OFF、比例（P）、比例-積分（PI）等多種控制模式，適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景。

抗干擾設(shè)計(jì)

微分項(xiàng)采用濾波算法，降低高頻噪聲干擾，確?？刂品€(wěn)定性。

靈活輸出

支持繼電器輸出（2A-250VAC）或SSR驅(qū)動(dòng)（12VDC/30mA），兼容阻性、電感性負(fù)載。

通信與擴(kuò)展

內(nèi)置RS485 Modbus接口，便于集成到工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)記錄。

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

溫度控制：化工反應(yīng)釜、熱處理爐、實(shí)驗(yàn)室恒溫箱。

壓力/流量控制：液壓系統(tǒng)、氣體輸送管道。

環(huán)境監(jiān)控：溫室氣候調(diào)節(jié)、潔凈室壓差控制。

五、參數(shù)調(diào)節(jié)原則

比例增益 K 

p：優(yōu)先調(diào)整，確?？焖夙憫?yīng)但不過(guò)沖。

積分增益 K 

i：在 K p基礎(chǔ)上逐步增加，消除穩(wěn)態(tài)誤差。

微分增益 K 

d：最后調(diào)整，抑制超調(diào)，需結(jié)合系統(tǒng)噪聲特性。

示例：在溫度控制中，若設(shè)定值為50°C，實(shí)際值長(zhǎng)期穩(wěn)定在48°C，可增大 K 

i以消除2°C的殘差；若升溫過(guò)程中溫度超過(guò)設(shè)定值，可增大 K 

d提前減小加熱功率。