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' T$ A) ~) z6 `5 vPID调节步骤
- |: n. ?. z W7 f/ f& B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。% n" w5 j" E4 [/ o$ M! `8 [1 a9 p
为什么PID应用如此广泛、又长久不衰?2 c) E' W! _. D
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。
+ Z) G$ Q0 ^7 E1 p1 b! b" L" x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: / ^" i2 h& V7 S! ~7 _
1.负反馈% e5 O; @; @1 u' l' C) @$ c
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。
% G$ Q" h$ z1 N2.PID调试一般原则
, i4 b- S4 @6 a, A% [a.在输出不振荡时,增大比例增益P。
6 g# u7 f2 B7 x" |b.在输出不振荡时,减小积分时间常数Ti。 9 x3 B6 ]; a9 a* {* n j/ l
c.在输出不振荡时,增大微分时间常数Td。
+ r1 _/ x" n" {6 w+ H3.一般步骤
3 D; E& B6 H# [a.确定比例增益P ! n% D& q- h- q/ |& k1 t8 h
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。 ; {* b* ?2 n* e1 p
b.确定积分时间常数Ti
; \. N" T! } K8 U6 v+ z! i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。
5 @: e9 C: T: i5 G3 \' [& K2 _6 fc.确定积分时间常数Td
) i4 z8 C. V* e8 L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%。
^- Z( q, d4 B0 P0 hd.系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求。2 r; | O; k7 X" f6 U/ `5 z
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:$ F- f. ?3 i7 B7 T2 }" Z# j# r
温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
$ F, K0 ?1 I1 V4 f; T' e
' X1 f Q n) G; U6 G2 I" C) J压力P: P=30~70%,T=24~180s,
# x7 m! G6 S1 z& @# `
# z8 @. t8 s8 J8 J2 n液位L: P=20~80%,T=60~300s, 8 p. O( I/ h& D9 @' ~# H2 l
- Y6 a' r/ ^) X+ _9 l$ C
流量L: P=40~100%,T=6~60s。 % {; Z, x8 i( ]) s9 g' F5 ~
0 y4 X0 j, U0 l0 A l2 J9 i
- M( E9 O' C& u& v% a- k
* d0 B5 J! j0 w) q4 R5. PID常用口诀:
! P* ]8 x0 s2 b! {参数整定找最佳,从小到大顺序查
0 O+ Q1 d) R* l先是比例后积分,最后再把微分加
1 O$ Q9 ?6 W4 f0 `; G曲线振荡很频繁,比例度盘要放大: T& ?3 A" D. u
曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳
3 k/ @1 ]) m! a) E6 f- C, x# K曲线偏离回复慢,积分时间往下降
2 k( c( N& T& p+ W$ W( u曲线波动周期长,积分时间再加长, ? L4 I5 {" G0 K. r! Z
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