中国压缩机网行业论坛

标题: PID参数整定方法 [打印本页]

作者: nmgn123    时间: 2009-6-17 08:46
标题: PID参数整定方法
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:
8 O8 f' }/ {+ M" C3 D   
一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改;
6 E; L8 d( `' L   
二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
& L1 C% i1 F( N6 H1 E   
现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下:(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。1 c: _( z6 t( s" d0 ^
   
' |% J- l0 L- D" m: I8 k, R( ^    PID
参数的设定:是靠经验及工艺的熟悉,参考测量值跟踪与设定值曲线,从而调整PID的大小。
书上的常用口诀:5 y! v4 Q3 P' v% ]7 I
参数整定找最佳,从小到大顺序查;
* r- f  e2 {- J, R- x先是比例后积分,最后再把微分加;
6 y+ N( g" ]  n+ I曲线振荡很频繁,比例度盘要放大;
; q9 x' u+ t" J曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳;
. s) D: {, a; z曲线偏离回复慢,积分时间往下降;$ I8 _$ y+ G$ o) x. J1 ^1 `; Q
曲线波动周期长,积分时间再加长;
( R6 `- W* ?; Z& e曲线振荡频率快,先把微分降下来;1 o; f3 A, E. i% |& m
动差大来波动慢。微分时间应加长;3 U; @, n5 T4 \( \+ U$ z& P/ ~+ A
理想曲线两个波,前高后低416 A5 q9 o1 W; o  n5 b5 R& X0 {
一看二调多分析,调节质量不会低。
* A* k) D2 \$ ~6 b5 v0 i3 ]. W4 J
个人认为PID参数的设置的大小,一方面是要根据控制对象的具体情况而定;另一方面是经验。P是解决幅值震荡,P大了会出现幅值震荡的幅度大,但震荡频率小,系统达到稳定时间长;I是解决动作响应的速度快慢的,I大了响应速度慢,反之则快;D是消除静态误差的,一般D设置都比较小,而且对系统影响比较小。
PID控制原理:
  M% k7 _) Z3 I9 W$ B( ?1
、比例(P)控制3 I% y) [; s8 u6 H2 |8 I
:比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。

; ~6 V; p) S5 H& A2
、积分(I)控制
, `% q+ I- J' l  X:在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入积分项。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

6 u" z' E# }: J3
、微分(D)控制
" w; n- A; X2 S9 A3 D/ v:在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。0 i) r$ g4 o4 P0 |. y: o
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化超前,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入比例项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是微分项,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

作者: zhoudi    时间: 2009-12-8 11:20
以前没注意啊,怎么这么多好东西!
作者: gkscgksc    时间: 2010-9-13 13:16
顶。很想知道PID调节在空压机控制中的应用。
作者: zgl891125    时间: 2011-11-28 15:01
学过一点9 R4 D# K  r0 n2 O+ ]8 W
再去找找资料
作者: hebeizhonghuan    时间: 2012-5-14 09:15
非常好,谢谢。
作者: howardyin    时间: 2012-8-29 14:02
刚好需要,学习了
作者: sody    时间: 2013-5-6 13:40
顶起  学习了  谢谢楼主




欢迎光临 中国压缩机网行业论坛 (http://bbs.compressor.cn/) Powered by Discuz! X2.5