PID參數(shù)整定方法

《PID參數(shù)整定方法》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、PID參數(shù)整定方法PID調(diào)節(jié)廣泛應(yīng)用工業(yè)自動(dòng)化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志。至今在全世界過程控制中用的84%仍是純PID調(diào)節(jié)器，若改進(jìn)型包含在內(nèi)則超過90%)?？刂评碚摰陌l(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個(gè)階段。自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。10/4/20212PID控制技術(shù)PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控

2、制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。10/4/20213仿真系統(tǒng)所采用的PID調(diào)節(jié)器與傳統(tǒng)的工業(yè)PID調(diào)節(jié)器有所不同，各個(gè)參數(shù)之間相互隔離，互不影響，因而用其觀察調(diào)節(jié)規(guī)律十分方便。10/4/20214PID三作用調(diào)節(jié)器PID：ProportionalIntegralDerivativePID控制：對偏差信號(hào)e(t)進(jìn)行比例、積分和微分運(yùn)算變換后形成的一種控制規(guī)律。偏差e(t)=測量值（PV）-設(shè)定值（SV）可調(diào)參數(shù)：比例度δ（P）、積分時(shí)間Ti（I）、微分時(shí)間Td（D）()()()()ú?ùê

3、?é++=òtedtdTdeTteKtudtip01tt10/4/20215比例（P）控制比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差（Steadystate?error）比例度減小穩(wěn)態(tài)誤差減少10/4/20216積分（I）控制在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)

4、控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。積分時(shí)間減小10/4/20217微分（D）控制在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。?自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往

5、是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。10/4/20218比例積分+微分控制10/4/20219PID各作用比較10/4/202110PID參數(shù)對控制性能的影響控制器增益Kc或比例度δ增益Kc的增大（或比例度δ下降），使系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用增強(qiáng)，但穩(wěn)定性下降；積分時(shí)間Ti積分作用的增強(qiáng)（

6、即Ti積分時(shí)問下降），使系統(tǒng)消除余差的能力加強(qiáng)，但控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降；微分時(shí)間Td微分作用增強(qiáng)（即Td微分時(shí)間增大），可使系統(tǒng)的超前作用增強(qiáng)，穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，但對高頻噪聲起放大作用，主要適合于特性滯后較大的廣義對象，如溫度對象等。10/4/202111工業(yè)PID控制器的選擇*1、當(dāng)工業(yè)對象具有較大的滯后時(shí)，可引入微分作用；但如果測量噪聲較大，則應(yīng)先對測量信號(hào)進(jìn)行一階或平均濾波。10/4/202112常規(guī)PID參數(shù)設(shè)置指南P參數(shù)設(shè)置：1、如果不能肯定比例調(diào)節(jié)系數(shù)P應(yīng)為多少,請先把P參數(shù)設(shè)置大些(如100~30%),以避免投運(yùn)時(shí)出現(xiàn)超調(diào)

7、和振蕩。2、運(yùn)行后視系統(tǒng)響應(yīng)情況再逐步調(diào)整大小,充分發(fā)揮比例作用的效果,提高系統(tǒng)響應(yīng)的快速性,以既能快速響應(yīng),又不出現(xiàn)超調(diào)或振蕩為最佳.注：首先整定好P參數(shù),在整定Ti和Td對它再微調(diào),以求系統(tǒng)的穩(wěn)定快速響應(yīng)。10/4/202113常規(guī)PID參數(shù)設(shè)置指南I參數(shù)設(shè)置：1、如果不能肯定TI積分時(shí)間為多少,請先把Ti參數(shù)設(shè)置大些(如1800,Ti最大時(shí)為積分作用切除)。2、系統(tǒng)投運(yùn)后應(yīng)先把比例調(diào)節(jié)系數(shù)P參數(shù)整定好。3、然后再把Ti積分時(shí)間減小,增強(qiáng)積分作用。4、觀察系統(tǒng)的響應(yīng),以系統(tǒng)能快速消除靜差進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，而不出現(xiàn)超調(diào)振蕩滿足工藝要求為最佳

8、。10/4/202114常規(guī)PID參數(shù)設(shè)置指南D參數(shù)設(shè)置：如果不能肯定微分時(shí)間Td應(yīng)為多少,請先把微分時(shí)間Td設(shè)置為0,都切除微分作用.系統(tǒng)投運(yùn)后先調(diào)好P參數(shù)和I參數(shù)后,再逐步增加微分時(shí)間Td,以加入微分作用,來改善系統(tǒng)