PID參數整定電氣設備工程師必備知識


PID參數對控制性能的影響

  • 控制器增益 Kc或比例度δ

    增益 Kc 的增大(或比例度δ下降),使系統的調節作用增強,但穩定性下降;

  • 積分時間Ti

    積分作用的增強(即Ti 下降),使系統消除餘差的能力加強,但控制系統的穩定性下降;

  • 微分時間Td

    微分作用增強(即Td 增大),可使系統的超前作用增強,穩定性得到加強,但對高頻噪聲起放大作用,主要適合於特性滯後較大的廣義對象,如溫度對象等。


PID工程整定法1-經驗法

針對被控變量類型的不同,選擇不同的PID參數初始值,投運後再作調整。儘管簡單,但即使對於同一類型的被控變量,如溫度系統,其控制通道的動態特性差別可能很大,因而經驗法屬最為“粗糙”的整定法。


工程整定法2-臨界比例度法

(1)先將切除PID控制器中的積分與微分作用,取比例增益KC較小值,並投入閉環運行;

(2)將KC由小到大變化,對應於某一KC值作小幅度的設定值階躍響應,直至產生等幅振盪;

(3)設等幅振盪時振盪週期為Tcr、控制器增益Kcr ,再根據控制器類型選擇以下PID參數。

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工程整定法3-響應曲線法

臨界比例度法的侷限性:

生產過程有時不允許出現等幅振盪,或者無法產生正常操作範圍內的等幅振盪。


響應曲線法PID參數整定步驟:

(1)在手動狀態下,改變控制器輸出(通常採用階躍 變化),記錄被控變量的響應曲線;

(2)由開環響應曲線獲得單位階躍響應曲線,並求取 “廣義對象”的近似模型與模型參數;

(3)根據控制器類型與對象模型,選擇PID參數並投 入閉環運行。在運行過程中,可對增益作調整。

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