I控制器参数整定经验总结

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PID控制器的参数整定

PID控制器的参数整定

PID控制器的参数整定PID控制器是一种常用的闭环控制器,可以根据系统的输入和输出之间的误差来调整控制器的参数,从而实现对系统的稳定控制。

PID控制器的参数整定是指确定控制器的比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td的过程。

下面将详细介绍PID控制器的参数整定方法和相关的考虑因素。

一、参数整定方法:1.经验整定法:根据经验将控制器的参数进行初步设定。

经验整定法通常通过试验或先验知识来确定参数,根据具体的应用场景不断调整,以达到较好的控制效果。

该方法常用与简单的控制系统或者无法获得系统数学模型的情况下。

2. Ziegler-Nichols整定法:Ziegler-Nichols整定法是一种基于试验的整定方法。

该方法首先暂时关闭积分和微分控制,只调整比例控制系数Kp,使系统达到临界稳定状态。

然后测量临界增益Ku和临界周期Pu,根据不同类型的控制系统(比例型、积分型和微分型),采用不同的参数整定公式确定Kp、Ti和Td的初始值,再根据系统的实际响应实时调整。

3. Ziegler-Nichols改进整定法(Chien-Hrones-Reswich法):该方法是对Ziegler-Nichols整定法的改进,可以更精确地测定控制器参数。

该方法同样通过测量系统的临界增益Ku和临界周期Pu,但是对参数的计算公式进行了修正,提高了参数整定的准确性。

4. 极点配置法(Pole Placement):极点配置法是一种基于系统数学模型的整定方法。

通过分析系统的传递函数,确定控制器的极点位置,从而使系统的闭环响应满足所需的性能指标。

该方法需要对系统的数学模型有较详细的了解,适用于相对复杂的控制系统。

5.自整定法:自整定法是一种自动寻优的整定方法,常用于智能控制器中。

该方法通过观察系统的动态性能,通过迭代寻找最优的参数组合。

自整定法通常采用优化算法(如遗传算法、粒子群算法等)来最优参数,在一定的性能和收敛速度之间进行权衡。

二、参数整定的考虑因素:1.系统的稳定性:控制器的参数整定应确保系统的闭环响应稳定。

控制器参数的工程整定方法

控制器参数的工程整定方法

控制器参数的工程整定方法1. 控制器参数整定的概述控制器参数的工程整定方法是指在控制系统中,根据系统的性质和要求,对控制器的参数进行调整和优化的过程。

控制器参数的合理整定可以使系统快速响应、稳定运行,并能够在各种工况下保持良好的控制性能。

2. 控制器参数整定的基本原则在对控制器参数进行整定时,需要遵循以下基本原则:2.1 根据系统性质选择合适的控制器类型不同的系统性质适合不同类型的控制器。

常见的控制器类型包括比例(P)控制器、积分(I)控制器和微分(D)控制器,以及它们的组合PID控制器。

根据系统的特性选择合适的控制器类型是整定参数的前提。

2.2 优先保证系统的稳定性控制器参数的整定首要目标是使系统保持稳定运行。

在整定过程中,应当设置适当的控制增益、积分时间和微分时间,使得系统的闭环响应稳定,不出现振荡和不稳定的情况。

2.3 平衡系统的快速响应和抗干扰能力控制器参数的整定需要权衡系统的快速响应和抗干扰能力。

通常情况下,较大的控制增益可以使系统更快地响应,但也容易引起系统振荡;较小的控制增益可以减小振荡的幅度,但也导致系统响应速度变慢。

2.4 考虑系统的鲁棒性控制器参数整定还需要考虑系统的鲁棒性。

系统在面对参数变化、模型误差和外部干扰时能否保持良好的控制性能。

对于具有较大不确定性的系统,需要采取相对较保守的参数整定策略,以提高系统的鲁棒性。

3. 控制器参数整定的方法3.1 经验整定法经验整定法是基于经验和实践得出的一种参数整定方法。

根据不同的系统性质和要求,经验整定法提供了一些启发式的规则和经验公式,可帮助工程师快速获得合适的控制器参数。

经验整定法的优点是简单易用,但适用于特定场景下。

3.2 频域分析法频域分析法是通过对系统进行频率特性分析,采用Bode图等方法来辨识系统模型,进而进行控制器参数整定的方法。

该方法通常需要求取系统的开环传递函数,并通过频率响应曲线分析系统的稳定性、幅频特性和相频特性,进而确定控制器参数。

控制系统校正与整定

控制系统校正与整定

控制系统校正与整定控制系统校正与整定是指对已建立的控制系统进行参数调整和优化,以实现系统的稳定性、精度和性能要求。

它是控制系统工程中非常重要的一环,对于保证系统的正常运行和性能提升具有决定性的影响。

一、校正和整定的定义在控制系统中,校正和整定是指调整参数以满足设计要求和性能指标的过程。

校正是针对系统的输出信号与期望信号之间的差异进行调整,以减小误差。

整定则是通过调整控制器的参数,使系统的输出与期望信号更加接近。

二、校正与整定的重要性1. 改善系统的稳定性:校正与整定可以消除系统中的各种误差和不稳定因素,提高系统的稳定性和抗干扰能力,确保系统能够按照预期运行。

2. 提高系统的精度:校正与整定可以通过调整系统参数,提高系统响应速度和精度,降低系统的超调和震荡。

3. 优化系统的性能:校正与整定可以针对不同的反馈、前馈和控制结构,实现系统的最佳性能。

通过优化系统参数,可以使系统的性能指标达到最优。

4. 降低维护成本:经过校正和整定的控制系统,稳定性和精度都得到了提高,从而降低了系统故障的概率,减少了维护成本和人工调试的时间。

三、校正与整定方法1. PID校正方法:PID控制器是常用的控制器类型,其参数校正方法主要包括手动整定、经验整定和自整定等。

- 手动整定:根据系统的动态特性和响应曲线,通过试错法调整P、I和D三个参数,使系统的性能达到最佳。

- 经验整定:根据已有的经验规则和公式,根据系统的性能指标选择合适的参数组合,进行校正。

- 自整定:利用自适应控制算法和模型辨识技术,实时依据系统的响应曲线和误差进行参数调整。

2. 频率响应方法:该方法是基于频率特性的校正方法,通过对系统的幅频和相频特性进行分析和评估,进行校正和整定。

- Bode图法:通过绘制系统的振幅-频率和相位-频率曲线来评估系统的性能,并进行校正和优化。

- 极点配置法:通过对系统的闭环极点位置进行分析和设计,调整相应的参数以优化系统性能。

3. 系统辨识方法:该方法通过对系统的输入输出数据进行分析、建模和参数识别,实现对系统的校正和整定。

PID控制原理与参数的整定方法

PID控制原理与参数的整定方法

PID控制原理与参数的整定方法PID控制器是一种常用的自动控制器,在工业控制中广泛应用。

它的原理很简单,即通过不断调节控制信号来使被控制物体的输出接近给定值。

PID控制器由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个控制参数组成。

下面将详细介绍PID控制的原理和参数整定方法。

一、PID控制原理1.比例(P)控制比例控制根据被控制量的偏差的大小,按照一定比例调节控制量的大小。

当偏差较大时,调节量增大;当偏差较小时,调节量减小。

此项控制可以使系统快速响应,并减小系统稳态误差。

2.积分(I)控制积分控制根据被控制物体的偏差的积分值来调节控制量。

积分控制的作用主要是消除系统的稳态误差。

当偏差较小但持续较长时间时,积分量会逐渐增大,以减小偏差。

3.微分(D)控制微分控制根据被控制物体的偏差的变化率来调节控制量。

当偏差的变化率较大时,微分量会增大,以提前调整控制量。

微分控制可以减小系统的超调和振荡。

综合比例、积分和微分控制,PID控制器可以通过不同的控制参数整定来适应不同的被控制物体的特性。

二、PID控制参数整定方法1.经验整定法经验整定法是根据对被控制系统的调试经验和运行情况来选择控制参数的方法。

它是通过实际试验来调整控制参数,通过观察系统的响应和稳定性来判断参数的合理性。

2. Ziegler-Nichols整定法Ziegler-Nichols整定法是根据系统的临界响应来选择PID控制参数的方法。

在该方法中,首先将I和D参数设置为零,然后不断提高P控制参数直到系统发生临界振荡。

根据振荡周期和振荡增益的比值来确定P、I和D的参数值。

3.设计模型整定法设计模型整定法是根据对被控系统的数学建模来确定PID控制参数的方法。

通过建立被控系统的数学模型,分析其频率响应和稳态特性,从而设计出合理的控制参数。

4.自整定法自整定法是通过主动调节PID控制器的参数,使被控系统的输出能够接近给定值。

该方法可以通过在线自整定或离线自整定来实现。

pid整定技巧

pid整定技巧

pid整定技巧
PID控制器参数整定是控制系统设计的核心内容,可以根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间等参数。

以下是几种常见的PID整定技巧:
1. 经验法:
经验法是最常用的PID整定方法之一,其原理是根据经验公式来调整PID控制器的参数。

经验法调参简单易行,但需要一定的实验操作经验,而且不适用于复杂的过程。

2. Ziegler-Nichols方法:
Ziegler-Nichols方法也称为临界感性法,是使用频率最高的PID整定方法之一。

该方法通过不断试验得到系统的暂态响应曲线,并在此基础上计算出PID参数。

3. Cohen-Coon方法:
Cohen-Coon方法也是一种较为简单和实用的PID参数整定方法,它基于系统的初次响应曲线来确定PID参数。

4. 频率响应法:
频率响应法是一种应用数学分析的PID整定方法,在频域内分析控制系统的稳定性和性能,并根据分析结果来调整PID参数。

以上是常用的PID整定技巧,不同的方法适用于不同的场合。

企业可以根据具体情况选择合适的PID整定方法,进行PID控制器参数的优化。

PID控制器的参数整定(经验总结)

PID控制器的参数整定(经验总结)

PID控制器的参数整定(1)PID是比例,积分,微分的缩写.比例调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。

比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

积分调节作用:是使系统消除稳态误差,提高无差度。

因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。

积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。

反之Ti大,则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。

积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

微分调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。

因此,可以改善系统的动态性能。

在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。

微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。

此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。

微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。

(2) PID具体调节方法①方法一确定控制器参数数字PID控制器控制参数的选择,可按连续-时间PID参数整定方法进行。

在选择数字PID参数之前,首先应该确定控制器结构。

对允许有静差(或稳态误差)的系统,可以适当选择P或PD控制器,使稳态误差在允许的范围内。

对必须消除稳态误差的系统,应选择包含积分控制的PI或PID控制器。

一般来说,PI、PID和P控制器应用较多。

对于有滞后的对象,往往都加入微分控制。

选择参数控制器结构确定后,即可开始选择参数。

参数的选择,要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。

工程上,一般要求整个闭环系统是稳定的,对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪,超调量小;在不同干扰作用下,能保证被控量在给定值;当环境参数发生变化时,整个系统能保持稳定,等等。

控制器的参数整定

控制器的参数整定

简单控制系统的参数整定:(摘自化学工业出版社《过程控制技术》)表7-1 控制规律选择参考表:表7-2 控制器参数的大致范围:当控制系统已经构成“负反馈”,并且控制器的控制规律也已经正确选定,那么控制系统的品质主要决定于控制器参数的整定值。

即如何确定最合适的比例度δ、积分时间Ti和微分时间Td。

控制器参数的整定方法很多,现介绍几种工程上常用的方法。

1.经验试凑法这是一种在实践中很常用的方法。

具体做法是:在闭环控制系统中,根据被控对象情况,先将控制器参数设在一个常见的范围内,如表7-2所示。

然后施加一定的干扰,以δ、Ti、Td对过程的影响为指导,对δ、Ti、Td逐个整定,直到满意为止,凑试的顺序有两种。

(1)先凑试比例度,直到取得两个完整的波形的过渡过程为止。

然后,把δ稍放大10%到20%,再把积分时间Ti由大到小不断凑试,直到取得满意波形为止。

最后再加微分,进一步提高质量。

在整定中,若观察到曲线振荡频繁,应当加大比例度(目的是减小比例作用)以减小振荡;曲线最大偏差大且趋于非周期时,说明比例控制作用小了,应当加强,即应减小比例度;当曲线偏离设定值,长时间不回复,应减小积分时间;如果曲线总是波动,说明振荡严重,应当加长积分时间以减弱积分作用;如果曲线振荡的频率快,很可能是微分作用强了,应当减小微分时间;如果曲线波动大而且衰减慢,说明微分作用小了,未能抑制住波动,应加长微分时间。

总之,一面看曲线,一面分析和调整,直到满意为止。

(2)是从表7-2中取Ti的某个值。

如果需要微分,则取Td=(1/3~1/4)Ti。

然后对δ进行凑试,也能较快达到要求。

实践证明,在一定范围内适当组合δ与Ti的数值,可以获得相同的衰减比曲线。

也就是说,δ的减小可用增加Ti的办法来补偿,而基本上不影响控制过程的质量。

所以,先确定Ti、Td再确定δ也是可以的。

2.衰减曲线法衰减曲线法比较简单,可分两种方法。

(1)4:1衰减曲线法当系统稳定时,在纯比例作用下,用改变设定值的办法加入阶跃扰动,观察记录曲线的衰减比。

PID控制器的参数整定(经验总结)

PID控制器的参数整定(经验总结)

PID控制器的参数整定(1)PID是比例,积分,微分的缩写.比例调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。

比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

积分调节作用:是使系统消除稳态误差,提高无差度。

因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。

积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。

反之Ti大,则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。

积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

微分调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。

因此,可以改善系统的动态性能。

在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。

微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。

此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。

微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。

(2) PID具体调节方法①方法一确定控制器参数数字PID控制器控制参数的选择,可按连续-时间PID参数整定方法进行。

在选择数字PID参数之前,首先应该确定控制器结构。

对允许有静差(或稳态误差)的系统,可以适当选择P或PD控制器,使稳态误差在允许的范围内。

对必须消除稳态误差的系统,应选择包含积分控制的PI或PID控制器。

一般来说,PI、PID和P控制器应用较多。

对于有滞后的对象,往往都加入微分控制。

选择参数控制器结构确定后,即可开始选择参数。

参数的选择,要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。

工程上,一般要求整个闭环系统是稳定的,对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪,超调量小;在不同干扰作用下,能保证被控量在给定值;当环境参数发生变化时,整个系统能保持稳定,等等。

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PID控制器的参数整定(1)PID是比例,积分,微分的缩写.比例调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。

比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

积分调节作用:是使系统消除稳态误差,提高无差度。

因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。

积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。

反之Ti大,则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。

积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

微分调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。

因此,可以改善系统的动态性能。

在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。

微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。

此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。

微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。

(2) PID具体调节方法①方法一确定控制器参数数字PID控制器控制参数的选择,可按连续-时间PID参数整定方法进行。

在选择数字PID参数之前,首先应该确定控制器结构。

对允许有静差(或稳态误差)的系统,可以适当选择P或PD控制器,使稳态误差在允许的范围内。

对必须消除稳态误差的系统,应选择包含积分控制的PI或PID控制器。

一般来说,PI、PID和P控制器应用较多。

对于有滞后的对象,往往都加入微分控制。

选择参数控制器结构确定后,即可开始选择参数。

参数的选择,要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。

工程上,一般要求整个闭环系统是稳定的,对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪,超调量小;在不同干扰作用下,能保证被控量在给定值;当环境参数发生变化时,整个系统能保持稳定,等等。

这些要求,对控制系统自身性能来说,有些是矛盾的。

我们必须满足主要的方面的要求,兼顾其他方面,适当地折衷处理。

PID控制器的参数整定,可以不依赖于受控对象的数学模型。

工程上,PID控制器的参数常常是通过实验来确定,通过试凑,或者通过实验经验公式来确定。

常用的方法,采样周期选择,实验凑试法实验凑试法是通过闭环运行或模拟,观察系统的响应曲线,然后根据各参数对系统的影响,反复凑试参数,直至出现满意的响应,从而确定PID控制参数。

整定步骤实验凑试法的整定步骤为"先比例,再积分,最后微分"。

(1)整定比例控制将比例控制作用由小变到大,观察各次响应,直至得到反应快、超调小的响应曲线。

(2)整定积分环节若在比例控制下稳态误差不能满足要求,需加入积分控制。

先将步骤(1)中选择的比例系数减小为原来的50~80%,再将积分时间置一个较大值,观测响应曲线。

然后减小积分时间,加大积分作用,并相应调整比例系数,反复试凑至得到较满意的响应,确定比例和积分的参数。

(3)整定微分环节若经过步骤(2),PI控制只能消除稳态误差,而动态过程不能令人满意,则应加入微分控制,构成PID控制。

先置微分时间TD=0,逐渐加大TD,同时相应地改变比例系数和积分时间,反复试凑至获得满意的控制效果和PID控制参数。

实验经验法扩充临界比例度法实验经验法调整PID参数的方法中较常用的是扩充临界比例度法,其最大的优点是,参数的整定不依赖受控对象的数学模型,直接在现场整定、简单易行。

扩充比例度法适用于有自平衡特性的受控对象,是对连续-时间PID控制器参数整定的临界比例度法的扩充。

整定步骤扩充比例度法整定数字PID控制器参数的步骤是:(1)预选择一个足够短的采样周期TS。

一般说TS应小于受控对象纯延迟时间的十分之一。

(2)用选定的TS使系统工作。

这时去掉积分作用和微分作用,将控制选择为纯比例控制器,构成闭环运行。

逐渐减小比例度,即加大比例放大系数KP,直至系统对输入的阶跃信号的响应出现临界振荡(稳定边缘),将这时的比例放大系数记为Kr,临界振荡周期记为Tr。

(3)选择控制度。

控制度,就是以连续-时间PID控制器为基准,将数字PID控制效果与之相比较。

通常采用误差平方积分作为控制效果的评价函数。

定义控制度采样周期TS的长短会影响采样-数据控制系统的品质,同样是最佳整定,采样-数据控制系统的控制品质要低于连续-时间控制系统。

因而,控制度总是大于1的,而且控制度越大,相应的采样-数据控制系统的品质越差。

控制度的选择要从所设计的系统的控制品质要求出发。

(4)查表确定参数。

根据所选择的控制度,查表3一2,得出数字PID中相应的参数TS,KP,TI和TD。

(5)运行与修正。

将求得的各参数值加入PID控制器,闭环运行,观察控制效果,并作适当的调整以获得比较满意的效果。

②方法二2.3 PID参数整定方法2.3.1 工程整定法PID数字调节器的参数,除了比例系数K p,积分时间T i和微分时间T d外,还有1个重要参数即采样周期T。

1.采样周期T的选择确定从理论上讲,采样频率越高,失真越小。

但是,对于控制器,由于是依靠偏差信号来进行调节计算的,当采样周期T太小,偏差信号也会过小,此时计算机将失去调节作用;若采样周期T太长,则将引起误差。

因此采样周期T必须综合考虑。

采样周期的选择方法有两种,一种是计算法,另一种是经验法。

计算法由于比较复杂,特别是被控对象各环节时间常数难以确定,工程上较少用。

经验法是一种凑试法,即根据人们在控制工作实践中积累的经验以及被控对象的特点,先选择一个采样周期T,进行试验,再反复改变T,直到满意为止。

2.K p,T i,T d的选择方法1)扩充临界比例度法扩充临界比例度法是简易工程整定方法之一,用它整定K p,T i,T d的步骤如下。

选择最短采样周期T min,求出临界比例度S u和临界振荡周期T u。

具体方法是将T min输入计算机,只有P环节控制,逐渐缩小比例度,直到系统产生等幅振荡。

此时的比例度即为临界比例度S u,振荡周期称为临界振荡周期T u。

选择控制度为:(2-15)通常当控制度为1.05时,表示数字控制方式与模拟方式效果相当。

根据计算度,查表2-1可求出K p,T i,T d。

表2-1 扩充临界比例度法整定参数表控制度控制规律参数T K p T i T d1.05PIPID0.03T u0.014T u0.53S u0.63S u0.88T u0.49T u/0.14T u1.2PIPID0.05T u0.43T u0.49S u0.47S u0.91T u0.47T u/0.16T u1.5PIPID0.14T u0.09T u0.42S u0.34S u0.99T u0.43T u/0.20Tu2.0PIPID0.22T u0.16T u0.36S u0.27S u1.05T u0.4T u/0.22T u2)扩充响应曲线法若已知系统的动态特性曲线,可以采用和模拟调节方法一样的响应曲线法进行整定,其步骤如下。

断开微机调节器,使系统手动工作,当系统在给定值处处于平衡后,给一阶跃输入。

用仪表记录被调参数在此阶跃作用下的变化过程曲线。

如图2-12所示。

图2-12 阶跃信号下的曲线动画讲解图片说明在曲线最大斜率处做切线,求得滞后时间t,对象时间常数τ以及它们的比值τ/t。

根据所求得的τ,t 和τ/t值,查表2-2求得值K p,T i,T d。

表2-2 扩充响应曲线法整定参数表控制度控制规律参数T K p T i T d1.05PIPID0.1t0.05t0.84τ/t1.15τ/t0.34t2.0t/0.45t1.2PIPID0.2t0.15t0.78τ/t1.0τ/t3.6t1.9t/0.55t1.5PIPID0.50t0.34t0.68τ/t0.85τ/t3.9t1.62t/0.65t2.0PIPID0.8t0.6t0.57τ/t0.6τ/t4.2t1.5t/t2.3.2 经验法在实际工作过程中,由于被调对象的动态特性不是很容易确定,即使确定了,不仅计算困难,工作量大,往往其结果与实际相差较大,甚至事倍功半。

因此,在实际生产过程中采用的是经验法。

即根据各调节作用的规律,经过闭环试验,反复凑试,找出最佳调节参数。

微机调速器参数最终要在现场试验好后,才能选出最优参数。

厂家有规定的参考值,有一个范围,是理论计算出来的。

因此要选择出最优参数,就必须在生产现场进行试验做记录曲线后方能得到。

2.3.3 凑试法确定PID调节参数凑试法是通过模拟(或闭环)运行观察系统的响应(例如,阶跃响应)曲线,然后根据各调节参数对系统响应的大致影响,反复凑试参数,以达到满意的响应,从而确定PID的调节参数。

增大比例系数K p 一般将加快系统的响应,这有利于减小静差。

但过大的比例系数会使系统有较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏。

增大式(2-2)中的T d有利于加快系统响应,使超调量减小,稳定性增加,但对于干扰信号的抑制能力将减弱。

在凑试时,可参考以上参数分析控制过程的影响趋势,对参数进行先比例,后积分,(3)总结PID 控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:再微分的整定步骤。

其具体步骤如下:首先整定比例部分。

将比例系数由小调大,并观察相应的系统响应,直至得到反应快、超调小的响应曲线。

如果系统没有静差或静差小到允许的范围之内,并且响应曲线已属满意,那么只需要用比例调节器即可,最优比例系数可由此确定。

当仅调节比例调节器参数,系统的静差还达不到设计要求时,则需加入积分环节。

整定时,首先置积分常数T i 为一个较大值,经第一步整定得到的比例系数会略为缩小(如减小20%),然后减小积分常数,使系统在保持良好动态性能的情况下,静差得到消除。

在此过程中,可根据响应曲线的好坏反复修改比例系数和积分常数,直至得到满意的效果和相应的参数。

若使用比例积分器,能消除静差,但动态过程经反复调整后仍达不到要求,这时可加入微分环节。

在整定时,先置微分常数T d 为零,在第二步整定的基础上,增大T d ,同时相应地改变K p 和T i ,逐步凑试,以获得满意的调节效果和参数。

应该指出,在整定中参数的选定不是惟一的。

事实上,比例、积分和微分三部分作用是相互影响的。

从应用角度来看,只要被控制过程的主要性能指标达到设计要求,那么比例、积分和微分参数也就确定了。

表2-3给出了一些常见的调节器参数选择范围。

表2-3 常见被调量PID 参数经验选择范围被调量特 点参 数K pT i / min T d / min 流量时间常数小,并有噪声,故K p 比较小,T i 较小,不用微分1~2.50.1~1温度 对象有较大滞后,常用微分 1.6~5 3~10 0.5~3压力 对象的滞后不大,不用微分 1.4~3.5 0.4~3液位 允许有静差时,不用积分和微分 1.25~5一是理论计算整定法。

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