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《PID控制器參數(shù)自整定方法綜述》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第21卷第4期常州工學(xué)院學(xué)報(bào)Vo.l21No.42008年8月JournalofChangzhouInstituteofTechnologyAug.2008PID控制器參數(shù)自整定方法綜述張燕紅(常州工學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院,江蘇常州213002)摘要:由于PID控制器具有簡單而固定的形式和良好的魯棒性,因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和非線性等因素,使PID控制器的參數(shù)受到了影響,因此如何整定PID控制器的參數(shù)成為當(dāng)前乃至今后的研究熱點(diǎn)。文章概述了PID的理論,討論了一些常用PID整定方法,并對(duì)新技術(shù)進(jìn)行了探索
2、。關(guān)鍵詞:PID控制器;魯棒性;控制系統(tǒng);參數(shù)自整定中圖分類號(hào):TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671-0436(2008)04-0049-05整定方法和離散PID控制器的自整定方法;按0引言照工作機(jī)理劃分,可以分為基于模型的自整定PID控制器從問世至今已歷經(jīng)了半個(gè)多世方法和基于規(guī)則的自整定方法等等。文章在介紀(jì),如今PID控制器已經(jīng)在各個(gè)控制領(lǐng)域中得紹PID參數(shù)自整定概念的基礎(chǔ)上,對(duì)PID參數(shù)到了廣泛的應(yīng)用。PID控制中一個(gè)至關(guān)重要的自整定方法的發(fā)展作一綜述。問題是控制器的參數(shù)整定問題,即三參數(shù)(比例1PID參數(shù)自整定系數(shù)、
3、積分時(shí)間、微分時(shí)間)的整定,整定的好壞不但會(huì)影響到控制質(zhì)量,而且還會(huì)影響到控制PID控制器是一種線性控制器,它根據(jù)給定器的魯棒性。此外,由于現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中值與實(shí)際輸出值構(gòu)成一個(gè)控制偏差e(t),將偏差存在著非線性和不確定性,這些因素能造成模的比例(P)、積分(I)、微分(D)通過線性組合構(gòu)型參數(shù)或者模型結(jié)構(gòu)的變化,使得原來整定的成控制量,對(duì)過程對(duì)象進(jìn)行控制,故稱為PID控制參數(shù)無法保證系統(tǒng)繼續(xù)良好地工作,這就要求器。比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的選取直接PID控制器具有在線修正參數(shù)的功能,這是自從影響被控制量與設(shè)定值的接近程度,所以Kp
4、、Ti、使用PID控制以來人們始終關(guān)注的重要問題之Td3個(gè)參數(shù)的整定顯得尤為重要。一。隨著PID控制器參數(shù)自整定技術(shù)的不斷發(fā)比例系數(shù)Kp:加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度,提高展,人們提出了各種各樣的整定方法。按照發(fā)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。Kp越大,系統(tǒng)響應(yīng)速度越快,展階段劃分,可以分為常規(guī)PID控制器參數(shù)自系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度越高,對(duì)偏差的分辨率越高。但整定和智能自整定方法;按照被控對(duì)象個(gè)數(shù)來Kp過大,會(huì)產(chǎn)生超調(diào),甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定;Kp劃分,可以分為單變量PID參數(shù)自整定方法和取值過小,則會(huì)降低調(diào)節(jié)精度,尤其是響應(yīng)速度多變量PID參數(shù)自整定方法;按照控制量的組變慢,
5、從而延長調(diào)節(jié)時(shí)間,使系統(tǒng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特合形式來劃分,可以分為線性PID參數(shù)自整定性變壞。方法和非線性PID參數(shù)自整定方法;按照計(jì)算積分系數(shù)Ti:積分環(huán)節(jié)的主要作用是確保在方式可以劃分為一次算法和反復(fù)迭代算法;按系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)過程輸出和設(shè)定值一致。比例控制通照系統(tǒng)的特性劃分,可以分為連續(xù)PID參數(shù)自常產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差,在積分作用下,無論多小的正向收稿日期:2008051650常州工學(xué)院學(xué)報(bào)2008年誤差總是導(dǎo)致控制信號(hào)增加,無論多小的負(fù)向誤控制器參數(shù)進(jìn)行整定。這些方法需要較復(fù)雜的試差總是導(dǎo)致控制信號(hào)減小,因此,具有積分作用的驗(yàn),并且對(duì)被控過程的模型有較
6、強(qiáng)的限制,因而對(duì)控制器總是使得穩(wěn)態(tài)誤差為零。Ti越小,系統(tǒng)的不能或者難以用精確數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜過程難以奏靜態(tài)誤差消除越快,但Ti過小,在響應(yīng)過程初期效。參數(shù)模型方法需要辨識(shí)過程模型,適合離線會(huì)產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象,從而引起響應(yīng)過程的較大的PID參數(shù)整定。超調(diào);若Ti過大,將使系統(tǒng)的靜態(tài)誤差難以消基于模型的自整定方法需要對(duì)模型進(jìn)行辨識(shí)。除,影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。參數(shù)模型辨識(shí)方法首先將過程假定為一種模型結(jié)微分系數(shù)Td:微分環(huán)節(jié)的主要作用是改善閉構(gòu),再確定模型的參數(shù)。如果模型結(jié)構(gòu)也無法完全環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于控制信號(hào)的變化引起過程確定,則需要使用一些結(jié)構(gòu)
7、辨識(shí)方法首先確定模型輸出改變需要一定的時(shí)間,所以控制信號(hào)對(duì)誤差結(jié)構(gòu)(如模型的階次)。參數(shù)模型辨識(shí)使用的方法的反映總是滯后地影響系統(tǒng)偏差的變化率,改善有最小二乘法、梯度法、極大似然法。在推導(dǎo)內(nèi)模系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,對(duì)偏差進(jìn)行提前預(yù)報(bào),抑制偏差控制PID控制器參數(shù)的整定公式的過程中,如果對(duì)向任何方向的變化。但Td過大,會(huì)使響應(yīng)過程提象是時(shí)滯對(duì)象,需要對(duì)時(shí)滯進(jìn)行近似。前抑制,從而延長調(diào)節(jié)時(shí)間,而且系統(tǒng)的抗干擾能1942年Ziegler和Nichols提出了兩種經(jīng)典的[1]力變差。獲取PID控制器參數(shù)的方法。一種方法是基總之,PID控制體現(xiàn)著折衷的思想
8、。其控制于系統(tǒng)的開環(huán)階躍響應(yīng),即通過一次調(diào)節(jié)試驗(yàn)從作用是在比例、積分、微分三種作用間進(jìn)行折衷;系統(tǒng)開環(huán)階躍響應(yīng)中辨識(shí)系統(tǒng)FOPDT模型參從時(shí)域看,PID控制是對(duì)系統(tǒng)的過去、現(xiàn)在、
