|
4 n( |8 ~( ]0 R* u3 W+ B4 t" d0 l; c: ePID调节步骤! m, \- @2 H$ ^+ N7 E
没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。现在一些时髦点的调节器基本源自PID。甚至可以这样说:PID调节器是其它控制调节算法的妈。
# i4 V! r$ o6 Y为什么PID应用如此广泛、又长久不衰?
4 }5 q( f% ]* n因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。调节PID的参数,可实现在系统稳定的前提下,兼顾系统的带载能力和抗扰能力,同时,在PID调节器中引入积分项,系统增加了一个零积点,使之成为一阶或一阶以上的系统,这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。# \. r3 y; p0 P% k q: u# h
由于自动控制系统被控对象的千差万别,PID的参数也必须随之变化,以满足系统的性能要求。这就给使用者带来相当的麻烦,特别是对初学者。下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤: 6 Q s" e7 g# z ?4 l
1.负反馈; H* V9 e D; h% t/ a/ j7 W
自动控制理论也被称为负反馈控制理论。首先检查系统接线,确定系统的反馈为负反馈。例如电机调速系统,输入信号为正,要求电机正转时,反馈信号也为正(PID算法时,误差=输入-反馈),同时电机转速越高,反馈信号越大。其余系统同此方法。
+ H+ D9 ]3 Y! @6 C2.PID调试一般原则 ' a, Z$ V, `8 M7 W( i' {0 T) U
a.在输出不振荡时,增大比例增益P。
1 U; ]* J" l" H @! Bb.在输出不振荡时,减小积分时间常数Ti。
0 L9 Q2 m5 m9 \; U( [% }c.在输出不振荡时,增大微分时间常数Td。
5 I, r: Q/ S1 y# k9 P3.一般步骤
8 {8 _' O4 w! @' h& P* {a.确定比例增益P
- H2 g7 Z! E) D/ g9 E0 U4 t, N确定比例增益P 时,首先去掉PID的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0(具体见PID的参数设定说明),使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%,由0逐渐加大比例增益P,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例增益P逐渐减小,直至系统振荡消失,记录此时的比例增益P,设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。 7 H6 f3 R5 B6 _% k
b.确定积分时间常数Ti 7 O$ I' e1 c0 U& R
比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间常数Ti的初值,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大Ti,直至系统振荡消失。记录此时的Ti,设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti调试完成。
/ K) c8 c" X, v- R" sc.确定积分时间常数Td ! c1 v9 g; u7 F0 h1 q% X
积分时间常数Td一般不用设定,为0即可。若要设定,与确定 P和Ti的方法相同,取不振荡时的30%。 8 \! D$ c" ]( I$ b
d.系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求。
6 X8 s" g4 [$ O1 W 4.PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中PID参数经验数据以下可参照:
: x0 U9 o. K$ ]: k温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
& M4 Y0 n, y, h- m! i' j& B* w# P7 F% Z+ ^( @2 m- e
压力P: P=30~70%,T=24~180s, ) k2 v; y7 F$ g! Q
- ~( Y* G) G; ^. t* x+ _液位L: P=20~80%,T=60~300s, . g6 C/ M7 A+ a
6 o: a A; d) }, T" G
流量L: P=40~100%,T=6~60s。 % }) y$ ^; w' k' |3 O
, V% p6 {& `8 f _
, w# v) {: w3 R! {! h) z% c: k5 ^& g) V
5. PID常用口诀:, Y- y( T' z3 m b' o
参数整定找最佳,从小到大顺序查
$ q% j/ S. i, h% p/ G/ @, @" P8 K% c先是比例后积分,最后再把微分加) t3 i1 f" l$ u
曲线振荡很频繁,比例度盘要放大
. U* b2 L3 Z4 Y* @3 q6 ]5 s曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳
1 s: B% \1 ^( _曲线偏离回复慢,积分时间往下降3 I; L6 {3 C L$ `; X
曲线波动周期长,积分时间再加长
4 t" F7 ?. M1 t9 ~" y8 J |
|