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' S0 w8 G% n. V5 D$ V9 T/ hPID調節步驟
. ^4 v+ f; g, D$ s$ I+ o, \$ b沒有一種控制算法比PID調節規律更有效、更方便的了。現在一些時髦點的調節器基本源自PID。甚至可以這樣說:PID調節器是其它控制調節算法的媽。+ K8 Z9 c2 q2 L; q% e6 p: m/ L
為什么PID應用如此廣泛、又長久不衰?
2 i1 t* E3 w2 W u因為PID解決了自動控制理論所要解決的最基本問題,既系統的穩定性、快速性和準確性。調節PID的參數,可實現在系統穩定的前提下,兼顧系統的帶載能力和抗擾能力,同時,在PID調節器中引入積分項,系統增加了一個零積點,使之成為一階或一階以上的系統,這樣系統階躍響應的穩態誤差就為零。
2 l9 n! C/ Y* m由于自動控制系統被控對象的千差萬別,PID的參數也必須隨之變化,以滿足系統的性能要求。這就給使用者帶來相當的麻煩,特別是對初學者。下面簡單介紹一下調試PID參數的一般步驟:
$ @' J$ e+ o9 p4 K$ G) B" [. C1.負反饋
( P0 b3 t: C. j自動控制理論也被稱為負反饋控制理論。首先檢查系統接線,確定系統的反饋為負反饋。例如電機調速系統,輸入信號為正,要求電機正轉時,反饋信號也為正(PID算法時,誤差=輸入-反饋),同時電機轉速越高,反饋信號越大。其余系統同此方法。 3 I- z* t8 G: m }
2.PID調試一般原則
/ {: I# V, x' Qa.在輸出不振蕩時,增大比例增益P。 * Z3 S: K4 E. b
b.在輸出不振蕩時,減小積分時間常數Ti。 ! A& A, p" T8 @! }; n: r+ g( B
c.在輸出不振蕩時,增大微分時間常數Td。
5 n' `) \3 ]0 p+ K4 ] @+ P3.一般步驟
( G+ x" I b0 P7 D. Qa.確定比例增益P
; W' ?. J( J" k+ u4 T確定比例增益P 時,首先去掉PID的積分項和微分項,一般是令Ti=0、Td=0(具體見PID的參數設定說明),使PID為純比例調節。輸入設定為系統允許的最大值的60%~70%,由0逐漸加大比例增益P,直至系統出現振蕩;再反過來,從此時的比例增益P逐漸減小,直至系統振蕩消失,記錄此時的比例增益P,設定PID的比例增益P為當前值的60%~70%。比例增益P調試完成。
) k3 s. A/ r v5 Rb.確定積分時間常數Ti % {0 E! j" p! g3 H8 I
比例增益P確定后,設定一個較大的積分時間常數Ti的初值,然后逐漸減小Ti,直至系統出現振蕩,之后在反過來,逐漸加大Ti,直至系統振蕩消失。記錄此時的Ti,設定PID的積分時間常數Ti為當前值的150%~180%。積分時間常數Ti調試完成。
( T1 R: m, V3 \, o- [8 Kc.確定積分時間常數Td : _( u) F: `" C3 |) ^6 U" E
積分時間常數Td一般不用設定,為0即可。若要設定,與確定 P和Ti的方法相同,取不振蕩時的30%。
Y- S$ D& h$ N/ d9 ]d.系統空載、帶載聯調,再對PID參數進行微調,直至滿足要求。
# ^( b5 f6 n! h, ]" r$ J2 y2 |/ x 4.PID控制器參數的工程整定,各種調節系統中PID參數經驗數據以下可參照:0 f8 J4 ]4 v2 J8 {; s7 b
溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
, V0 R- V$ Z7 Y8 a: n: a j, M2 F: [9 K# q* [
壓力P: P=30~70%,T=24~180s, 9 |& A% g$ c/ V' x
: h) J, {1 e4 Z+ k/ E/ Z
液位L: P=20~80%,T=60~300s, , y0 n* ?6 t1 p* e9 C5 @
5 R* L2 E5 `* q: O+ I/ _流量L: P=40~100%,T=6~60s。
8 w. ?; p; N- N$ E# f
8 E9 p6 P. a3 A2 c' Q2 m0 A0 I! n, b) _9 t# }1 ?( k
# f( y) \/ V# c h8 ?( ^5. PID常用口訣:, @! I% x0 Y; S# }; C3 E( {
參數整定找最佳,從小到大順序查* E/ B M7 J9 A
先是比例后積分,最后再把微分加
5 G u3 ]5 x. a" h* i曲線振蕩很頻繁,比例度盤要放大: J `9 o6 ]/ E+ v
曲線漂浮繞大灣,比例度盤往小扳# e& H4 m- V1 y, m- u0 y+ D
曲線偏離回復慢,積分時間往下降
' p5 [8 k4 v5 r# g; W曲線波動周期長,積分時間再加長* ^; v2 }3 W& E) @8 t; i4 U( T
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