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標(biāo)題: PID控制器的參數(shù)整定 [打印本頁]

作者: 51黑bing 時間: 2016-3-20 22:28
標(biāo)題: PID控制器的參數(shù)整定
PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對控制器參數(shù)進(jìn)行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善。現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進(jìn)行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。

PID參數(shù)的設(shè)定：是靠經(jīng)驗(yàn)及工藝的熟悉，參考測量值跟蹤與設(shè)定值曲線，從而調(diào)整P\I\D的大小。
比例I/微分D=2，具體值可根據(jù)儀表定，再調(diào)整比例帶P，P過頭，到達(dá)穩(wěn)定的時間長，P太短，會震蕩，永遠(yuǎn)也打不到設(shè)定要求。
PID控制器參數(shù)的工程整定,各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下可參照：
  溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
  壓力P: P=30~70%,T=24~180s,
  液位L: P=20~80%,T=60~300s,
  流量L: P=40~100%,T=6~60s。
常用口訣：

  參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查
  先是比例后積分，最后再把微分加
  曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大
  曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳
  曲線偏離回復(fù)慢，積分時間往下降
  曲線波動周期長，積分時間再加長
  曲線振蕩頻率快，先把微分降下來
  動差大來波動慢。微分時間應(yīng)加長
  理想曲線兩個波，前高后低4比1
  一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低

  可以用MATLAB仿仿，感受一下參數(shù)對典型對象動態(tài)特性影響
請參考“先進(jìn)PID控制及其MATLAB仿真”，劉金琨編，電子工業(yè)出版社2003年1月版
控制電動閥的開度來達(dá)到控制溫度是可以的，我個人認(rèn)為用比例電磁閥替代電動閥完全可以實(shí)現(xiàn)PID的控制。因?yàn)楸壤姶砰y有標(biāo)準(zhǔn)的模擬量輸入信號和反饋信號而且具有PID調(diào)節(jié)功能。經(jīng)過多年的工作經(jīng)驗(yàn)，我個人認(rèn)為PID參數(shù)的設(shè)置的大小，一方面是要根據(jù)控制對象的具體情況而定；另一方面是經(jīng)驗(yàn)。P是解決幅值震蕩，P大了會出現(xiàn)幅值震蕩的幅度大，但震蕩頻率小，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定時間長；I是解決動作響應(yīng)的速度快慢的，I大了響應(yīng)速度慢，反之則快；D是消除靜態(tài)誤差的，一般D設(shè)置都比較小，而且對系統(tǒng)影響比較小。對于溫度控制系統(tǒng)P在5-10%之間；I在180-240s之間；D在30以下。對于壓力控制系統(tǒng)P在30-60%之間；I在30-90s之間；D在30以下。

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