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PID參數(shù)調試“口訣”,總結的真好!

作者:小編 時間:2024-03-11 21:35:38 點擊:

自動控制系統(tǒng)的性能可以用穩(wěn)、準、快三個字來描述。

“穩(wěn)”是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性(stability),一個系統(tǒng)要能正常工作,首先必須是穩(wěn)定的,從階躍響應上看應該是收斂的;

“準”是指控制系統(tǒng)的準確性、控制精度,通常用穩(wěn)態(tài)誤差來(Steady-stateerror)描述,它表示系統(tǒng)輸出穩(wěn)態(tài)值與期望值之差;

“快”是指控制系統(tǒng)響應的快速性,通常用上升時間來定量描述。


一、 PID基本概述:

1,PID是一個閉環(huán)控制算法。因此要實現(xiàn)PID算法,必須在硬件上具備閉環(huán)控制功能,就是得有反饋環(huán)節(jié)。比如控制一個電機的轉速,就得有一個測量轉速的傳感器,并將測量結果反饋到調節(jié)裝置,以實現(xiàn)對控制目標的跟蹤和調節(jié)。


2,PID是比例(P)、積分(I)、微分(D)控制算法。但并不是必須同時具備這三種算法,也可以是PD,PI,甚至只有P算法控制。

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3,比例(P)、積分(I)、微分(D)控制算法各有作用:

比例控制:

反應系統(tǒng)的基本(當前)偏差e(t),系數(shù)較大。比例控制可提高系統(tǒng)快速性,減小偏差,但過大的比例容易使系統(tǒng)產生超調,穩(wěn)定性下降,甚至造成系統(tǒng)不穩(wěn)定;

積分控制:

反應系統(tǒng)的累計偏差,使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無差度,因為有誤差,積分調節(jié)就進行,最終實現(xiàn)無靜差;

微分控制:

反映系統(tǒng)偏差信號的變化率e(t)-e(t-1),具有預見性,能預見偏差變化的趨勢,產生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節(jié)作用消除,因此可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。但是微分對噪聲干擾有放大作用,加強微分對系統(tǒng)抗干擾不利。

積分和微分都不能單獨起作用,必須與比例控制配合。

4,控制器的P、I、D項選擇:根據(jù)實際的目標系統(tǒng)調試出最佳的PID參數(shù)。

二 、常用控制規(guī)律的特點:

1、比例控制規(guī)律P:采用P控制規(guī)律能較快地克服擾動的影響,它的作用于輸出值較快,但不能很好穩(wěn)定在一個理想的數(shù)值,不良的結果是雖較能有效的克服擾動的影響,但有余差出現(xiàn)。它適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、控制要求不高、被控參數(shù)允許在一定范圍內有余差的場合。如:水泵房冷、熱水池水位控制;油泵房中間油罐油位控制等。

2、比例積分控制規(guī)律(PI):在工程中比例積分控制規(guī)律是應用最廣泛的一種控制規(guī)律。積分能在比例的基礎上消除余差,它適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、被控參數(shù)不允許有余差的場合。如:流量控制系統(tǒng);油泵房供油管流量控制系統(tǒng);溫度調節(jié)系統(tǒng)等。

3、比例微分控制規(guī)律(PD):微分具有超前作用,對于具有容量滯后的控制通道,引入微分參與控制,在微分項設置得當?shù)那闆r下,對于提高系統(tǒng)的動態(tài)性能指標,有著顯著效果。因此,對于控制通道的時間常數(shù)或容量滯后較大的場合,為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減小動態(tài)偏差等可選用比例微分控制規(guī)律。如:加熱型溫度控制、成分控制。需要說明一點,對于那些純滯后較大的區(qū)域里,微分項是無能為力,而在測量信號有噪聲或周期性振動的系統(tǒng),則也不宜采用微分控制。如:大窯玻璃液位的控制。

4、例積分微分控制規(guī)律(PID):PID控制規(guī)律是一種較理想的控制規(guī)律,它在比例的基礎上引入積分,可以消除余差,再加入微分作用,又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它適用于控制通道時間常數(shù)或容量滯后較大、控制要求較高的場合。如溫度控制、成分控制等。

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三、PID作用概述

1、P產生響應速度和力度,過小響應慢,過大會產生振蕩,是I和D的基礎。
2、I在有系統(tǒng)誤差和外力作用時消除偏差、提高精度,同時也會增加響應速度,產生過沖,過大會產生振蕩。
3、D抑制過沖和振蕩,過小系統(tǒng)會過沖,過大會減慢響應速度。D的另外一個作用是抵抗外界的突發(fā)干擾,阻止系統(tǒng)的突變

、 PID的參數(shù)整定:

1.口訣

參數(shù)整定找最佳,從小到大順序查

先是比例后積分,最后再把微分加

曲線振蕩很頻繁,比例度盤要放大

曲線漂浮繞大灣,比例度盤往小扳

曲線偏離回復慢,積分時間往下降

曲線波動周期長,積分時間再加長

曲線振蕩頻率快,先把微分降下來

動差大來波動慢。微分時間應加長

理想曲線兩個波,前高后低四比一

一看二調多分析,調節(jié)質量不會低

若要反應增快,增大P減小I

若要反應減慢,減小P增大I

如果比例太大,會引起系統(tǒng)震蕩

如果積分太大,會引起系統(tǒng)遲鈍

2.PID參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù):

溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
壓力P: P=30~70%,T=24~180s,
液位L: P=20~80%,T=60~300s,
流量L: P=40~100%,T=6~60s。


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