PID控制器引數整定的一般方法

2022-08-24 22:51:06 字數 1077 閱讀 9110

pid引數的設定的大小,一方面是要根據控制物件的具體情況而定;另一方面是經驗。p是解決幅值**,p大了會出現幅值**的幅度大,但**頻率小,系統達到穩定時間長;i是解決動作響應的速度快慢的,i大了響應速度慢,反之則快;d是消除靜態誤差的,一般d設定都比較小,而且對系統影響比較小。對於溫度控制系統p在5-10%之間;i在180-240s之間;d在30以下。

對於壓力控制系統p在30-60%之間;i在30-90s之間;d在30以下。

這裡介紹一種經驗法。這種方法實質上是一種試湊法,它是在生產實踐中總結出來的行之有效的方法,並在現場中得到了廣泛的應用。

這種方法的基本程式是先根據執行經驗,確定一組調節器引數,並將系統投入閉環執行,然後人為地加入階躍擾動(如改變調節器的給定值),觀察被調量或調節器輸出的階躍響應曲線。若認為控制質量不滿意,則根據各整定引數對控制過程的影響改變調節器引數。這樣反覆試驗,直到滿意為止。

經驗法簡單可靠,但需要有一定現場執行經驗,整定時易帶有主觀片面性。當採用pid調節器時,有多個整定引數,反覆試湊的次數增多,不易得到最佳整定引數。

下面以pid調節器為例,具體說明經驗法的整定步驟:

a. 讓調節器引數積分係數s0=0,實際微分係數k=0,控制系統投入閉環執行,由小到大改變比例係數s1,讓擾動訊號作階躍變化,觀察控制過程,直到獲得滿意的控制過程為止。

b. 取比例係數s1為當前的值乘以0.83,由小到大增加積分係數s0,同樣讓擾動訊號作階躍變化,直至求得滿意的控制過程。

c. 積分係數s0保持不變,改變比例係數s1,觀察控制過程有無改善,如有改善則繼續調整,直到滿意為止。否則,將原比例係數s1增大一些,再調整積分係數s0,力求改善控制過程。

如此反覆試湊,直到找到滿意的比例係數s1和積分係數s0為止。

d. 引入適當的實際微分係數k和實際微分時間td,此時可適當增大比例係數s1和積分係數s0。和前述步驟相同,微分時間的整定也需反覆調整,直到控制過程滿意為止。

pid引數是根據控制物件的慣量來確定的。大慣量如:大烘房的溫度控制,一般p可在10以上,i=3-10,d=1左右。

小慣量如:乙個小電機帶一台水幫浦進行壓力閉環控制,一般只用pi控制。p=1-10,i=0.

1-1,d=0,這些要在現場除錯時進行修正的。

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