PID控制技術結構簡單,參數(shù)調整方便。隨著技術的發(fā)展,用計算機實現(xiàn)PID控制,形成了數(shù)字PID控制技術。為增進大家對PID的認識,本文將對PID控制特點以及PID整定經(jīng)驗予以介紹。如果你對PID具有興趣,不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。
一、PID控制特點
(1)、比例控制規(guī)律P:采用P控制規(guī)律能較快地克服擾動的影響,它的作用于輸出值較快,但不能很好穩(wěn)定在一個理想的數(shù)值,不良的結果是雖較能有效的克服擾動的影響,但有余差出現(xiàn)。它適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、控制要求不高、被控參數(shù)允許在一定范圍內有余差的場合。如:金彪公用工程部下設的水泵房冷、熱水池水位控制;油泵房中間油罐油位控制等。
(2)、比例積分控制規(guī)律(PI):在工程中比例積分控制規(guī)律是應用最廣泛的一種控制規(guī)律。積分能在比例的基礎上消除余差,它適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、被控參數(shù)不允許有余差的場合。如:在主線窯頭重油換向室中F1401到F1419號槍的重油流量控制系統(tǒng);油泵房供油管流量控制系統(tǒng);退火窯各區(qū)溫度調節(jié)系統(tǒng)等。
(3)、比例微分控制規(guī)律(PD):微分具有超前作用,對于具有容量滯后的控制通道,引入微分參與控制,在微分項設置得當?shù)那闆r下,對于提高系統(tǒng)的動態(tài)性能指標,有著顯著效果。因此,對于控制通道的時間常數(shù)或容量滯后較大的場合,為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減小動態(tài)偏差等可選用比例微分控制規(guī)律。如:加熱型溫度控制、成分控制。需要說明一點,對于那些純滯后較大的區(qū)域里,微分項是無能為力,而在測量信號有噪聲或周期性振動的系統(tǒng),則也不宜采用微分控制。如:大窯玻璃液位的控制。
(4)、例積分微分控制規(guī)律(PID):PID控制規(guī)律是一種較理想的控制規(guī)律,它在比例的基礎上引入積分,可以消除余差,再加入微分作用,又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它適用于控制通道時間常數(shù)或容量滯后較大、控制要求較高的場合。如溫度控制、成分控制等。
鑒于D規(guī)律的作用,我們還必須了解時間滯后的概念,時間滯后包括容量滯后與純滯后。其中容量滯后通常又包括:測量滯后和傳送滯后。測量滯后是檢測元件在檢測時需要建立一種平衡,如熱電偶、熱電阻、壓力等響應較慢產生的一種滯后。而傳送滯后則是在傳感器、變送器、執(zhí)行機構等設備產生的一種控制滯后。純滯后是相對與測量滯后的,在工業(yè)上,大多的純滯后是由于物料傳輸所致,如:大窯玻璃液位,在投料機動作到核子液位儀檢測需要很長的一段時間。
二、PID經(jīng)驗法的整定步驟
⑴讓調節(jié)器參數(shù)積分系數(shù)S0=0,實際微分系數(shù)k=0,控制系統(tǒng)投入閉環(huán)運行,由小到大改變比例系數(shù)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。
⑵取比例系數(shù)S1為當前的值乘以0.83,由小到大增加積分系數(shù)S0,同樣讓擾動信號作階躍變化,直至求得滿意的控制過程。
⑶積分系數(shù)S0保持不變,改變比例系數(shù)S1,觀察控制過程有無改善,如有改善則繼續(xù)調整,直到滿意為止。否則,將原比例系數(shù)S1增大一些,再調整積分系數(shù)S0,力求改善控制過程。如此反復試湊,直到找到滿意的比例系數(shù)S1和積分系數(shù)S0為止。
⑷引入適當?shù)膶嶋H微分系數(shù)k和實際微分時間TD,此時可適當增大比例系數(shù)S1和積分系數(shù)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(tǒng)所采用的PID調節(jié)器與傳統(tǒng)的工業(yè) PID調節(jié)器有所不同,各個參數(shù)之間相互隔離,互不影響,因而用其觀察調節(jié)規(guī)律十分方便。
PID參數(shù)是根據(jù)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(huán)控制,一般只用PI控制。P=1-10,I=0.1-1,D=0,這些要在現(xiàn)場調試時進行修正的。
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