理论教育 如何进行PID参数整定?

如何进行PID参数整定?

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:使用PID指令实现模拟量PID控制是很方便的,用一个PID指令,就可完成复杂PID运算。但有关的PID参数则还要整定好,以确保所作的PID控制有较高的控制品质。采样周期是执行PID运算的时间间隔。在比例带内,MV与偏差成比例并逐渐减小,直至SV与PV匹配,此时MV为最小值0%。微分作用是增加系统的稳定。图3-51 积分作用对特性影响图3-52 微分作用对特性影响此外,还有前馈滤波系数,输入输出位数等,也要做相应的设定。

如何进行PID参数整定?

使用PID指令实现模拟量PID控制是很方便的,用一个PID指令,就可完成复杂PID运算。但有关的PID参数则还要整定好,以确保所作的PID控制有较高的控制品质。

这些参数与对应控制作用相关。如比例带与偏差控制作用相关;积分常数与积分作用相关;微分常数与微分作用相关。此外,最重要的一个是采样周期。

(1)采样周期。采样周期是执行PID运算的时间间隔。此值太大,计算进程减缓,积分的作用将减弱,并影响控制的即时性。太小,则相反。至于怎么选取,在上一节已作了介绍。

提示:实际经验看,T最好尽可能选得小些。T小,并把积分作用适当减弱,可做到既加快调节过程,而又避免超调。

要指出的是,这里设的采样周期,并不一定就是实际的采样周期。在随后,还要对其做讨论。

(2)比例带。比例带与以上介绍的比例常数类似,但含义相反。它的大小与比例作用有关。比例带小,即比例常数大,比例作用强,反之,弱。如图3-49所示(图3-49a为反向控制,即

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图3-49 正、反控制

实际值大时,控制输出减小,图3-49b为正向控制,即实际值小时,控制输出增大),当实际值(PV)小于比例带,控制输出(MV)为100%,即最大值。在比例带内,MV与偏差(设定值SV与实际值PV之差)成比例并逐渐减小,直至SV与PV匹配(即直到偏差为0),此时MV为最小值0%(或50%,根据控制变量输出定义参数的设定而定)。当PV大于SV时MV也为0%。

比例带越小,比例常数越大,控制作用也越强。同时,减小比例带还可减少静差,但比例带太小则易产生振荡。比例带变化对控制的特性影响如图3-50所示。(www.daowen.com)

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图3-50 比例带对特性影响

(3)积分。积分作用是加速控制进程,同时可消除静差。此常数小,积分作用增强;大,相反。积分作用太强,可能出现宽幅振荡、超调和欠调。此时,如果增加积分时间或扩大比例带,则可减少振荡,如图3-51所示。

微分作用是增加系统的稳定。但如果产生了短周期振荡,可能是由控制系统响应快和微分作用过强造成的,此时调低微分作用,如图3-52所示。

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图3-51 积分作用对特性影响

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图3-52 微分作用对特性影响

此外,还有前馈滤波系数,输入输出位数等,也要做相应的设定。

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