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文檔簡介

1、1)比例系數  一般地,增大比例系數  將加快系統的響應 速度,在有靜差系統 中有利于減小靜差,但加大比 例系數能減小靜差,卻不能從根本上消除靜差而 且過大的比例系數會使系統產生超調,并產生振蕩 或使振蕩次數增多,使調節時間加長,并使系統穩 定性變壞或使系統變得不穩定比例系數太小,又 會使系統的動作遲緩 2)積分時間常數    一般地,積分控制通常與比例控制或比例微分 控制聯合使用,構成 PI或 PID控制增大積分時間 常數  (積分變弱)有利于減小超調,減小振蕩,使 系統更穩定,但同時要延長系統消除靜差的時間 積分時間常數

2、太小會降低系統的穩定性,增大系統 的振蕩次數 3)微分時間常數 一般地,微分控制也和比例控制和比例積分控 制聯合使用,組成 PD或 PID控制微分控制可改 善系統的動態特性,如減小超調量,縮短調節時間, 允許加大比例控制,使穩態誤差減小,提高控制精 度但應當注意,微分時間常數  偏大或偏小時, 系統的超調量仍然較大,調節時間仍然較長,只有 合適的微分時間常數,才能獲得比較滿意的過渡過 程此外,微分作用也使得系統對擾動變得敏感 從 PID控制器的3個參數的作用可以看出 3 個參數直接影響控制效果的好壞,所以要取得較好 的控制效果,就必須對比例、積分、微分 3種控制作 用進行調

3、節總之,比例主要用于偏差的“粗調”, 保證控制系統的“穩”;積分主要用于偏差的“細 調”,保證控制系統的“準”;微分主要用于偏差的 “細調”,保證控制系統的“快” 、在偏差比較大時,為使盡快消除偏差,提高響應速度,同時為了避免系統響應出現超調,Kp取大值,Ki取零;在偏差比較小時,為繼續減小偏差,并防止超調過大、產生振蕩、穩定性變壞,Kp值要減小,Ki取小值;在偏差很小時,為消除靜差,克服超調,使系統盡快穩定,Kp值繼續減小,Ki值不變或稍取大。  2、當偏差與偏差變化率同號時,被控量是朝偏離既定值方向變化。因此,當被控量接近定值時,反號的比列作用阻礙積分作用,避免積分超調及隨之而來

4、的振蕩,有利于控制;而當被控量遠未接近各定值并向定值變化時,則由于這兩項反向,將會減慢控制過程。在偏差比較大時,偏差變化率與偏差異號時,Kp值取零或負值,以加快控制的動態過程。  3、偏差變化率的大小表明偏差變化的速率,e e 越大,Kp取值越小,Ki取值越大,反之亦然。同時,要結合偏差大小來考慮。   4、微分作用可改善系統的動態特性,阻止偏差的變化,有助于減小超調量,消除振蕩,縮短調節時間t ,允許加大  Kp,使系統穩態誤差減小,提高控制精度,達到滿意的控制效果。所以,s在e 比較大時,Kd取零,實際為 PI 控制;在e 比較小時,Kd取

5、一正值,實行 PID控制。  在實際調試中,只能先大致設定一個經驗值,然后根據調節效果修改。 對于溫度系統:P(%)20-60,I(分)3-10,D(分)0.5-3 對于流量系統:P(%)40-100,I(分)0.1-1 對于壓力系統:P(%)30-70,I(分)0.4-3 對于液位系統:P(%)20-80,I(分)1-5 參數整定找最佳,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。微分時間應加長

6、 理想曲線兩個波,前高后低4比1 一看二調多分析,調節質量不會低 下面以PID調節器為例,具體說明經驗法的整定步驟: 【1】讓調節器參數積分系數S0=0,實際微分系數k=0,控制系統投入閉環運行,由小到大改變比例系數S1,讓擾動信號作階躍變化,觀察控制過程,直到獲得滿意的控制過程為止。 【2】取比例系數S1為當前的值乘以0.83,由小到大增加積分系數S0,同樣讓擾動信號作階躍變化,直至求得滿意的控制過程。 【3】積分系數S0保持不變,改變比例系數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,將原比例系數S1增大一些,再調整積分系數S0,力求改善控制過程。如此反復試湊,直到

7、找到滿意的比例系數S1和積分系數S0為止。 【4】引入適當的實際微分系數k和實際微分時間TD,此時可適當增大比例系數S1和積分系數S0。和前述步驟相同,微分時間的整定也需反復調整,直到控制過程滿意為止。 注意:仿真系統所采用的PID調節器與傳統的工業 PID調節器有所不同,各個參數之間相互隔離,互不影響,因而用其觀察調節規律十分方便。 PID參數是根據控制對象的慣量來確定的。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:一個小電機帶 一水泵進行壓力閉環控制,一般只用PI控制。P=1-10,I=0.1-1,D=0,這些要在現場調試時進行修正的。 我提供一種增量式PID供大家參考 U(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2) A=Kp(1+T/Ti+Td/

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