|
- z/ f4 T% x; wPID调节步骤
4 U* K! G6 k6 P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。 ~5 \, \$ H. ]. s
为什么PID应用如此广泛、又长久不衰?4 |; [( E9 t& X
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。
& T8 i7 H( x( M. @& j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: ) D) N3 R) e; m
1.负反馈5 { B# H7 S2 c9 i
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。 $ x5 K# D! n' m3 H
2.PID调试一般原则 * d w, r! B6 m2 t
a.在输出不振荡时,增大比例增益P。 % Q; w) `8 f- Q( c! X- m9 a( W/ _
b.在输出不振荡时,减小积分时间常数Ti。
5 k% i6 B# j- O. oc.在输出不振荡时,增大微分时间常数Td。
2 a N- B, _9 w& g3.一般步骤
5 D- H8 a4 I- k5 ?0 w' |+ B. e" a7 ma.确定比例增益P
R7 y3 l r- y- R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。 M: E4 O' I4 N3 S; m L
b.确定积分时间常数Ti
4 e9 [3 L9 ] d- K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。
6 i5 Q7 ]- o2 U# d0 W+ _c.确定积分时间常数Td : j" y- b% p/ y. L- M7 D3 {5 v
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%。
4 q! |6 {6 _, Z: w$ J. @4 s3 Gd.系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求。0 }2 m9 u1 @4 b" {; v
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:
- e; b7 q: y2 b' \温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s 1 y6 q# Q, W, c
0 r, @( A8 R/ q3 S6 Q' v3 Q8 ]+ O压力P: P=30~70%,T=24~180s, _/ |- d" r9 i$ k, N/ d2 L
* v3 V- l6 {& r0 ^$ |6 D0 y0 f4 y
液位L: P=20~80%,T=60~300s, 2 g' Z# X7 ^3 \$ X+ h# k
6 U3 }1 M- R3 y1 W; z- F+ t- g
流量L: P=40~100%,T=6~60s。 $ V* v3 Q# c# m: O
, W3 \% Z0 c; w8 o9 o5 B: d; Z+ a- m% i! y; C$ {/ c _% R
& `7 ]7 B8 ?1 M- p# m1 C5. PID常用口诀:% O, N* x; H& g1 X- a6 W6 q! r
参数整定找最佳,从小到大顺序查
& g8 J9 b* a9 O先是比例后积分,最后再把微分加3 ?* B6 f v7 \# q
曲线振荡很频繁,比例度盘要放大
& w8 N! b5 P+ l, x/ B* H# O曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳' S2 X9 x+ G. I% r. v
曲线偏离回复慢,积分时间往下降# h$ f) P% f$ f9 F! G
曲线波动周期长,积分时间再加长$ Y+ b B; F! O# B
|
|