基于臨界比例度法的pid控制器參數(shù)整定-wenkub
2023-07-12 18:48:51 本頁面
【正文】 D控制。二、PID控制原理及PID參數(shù)整定概述 PID控制原理在工程實際中，應用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。請采用臨界比例度法計算P、PI、PID控制器參數(shù)，并繪制整定后系統(tǒng)的單位階躍響應曲線。PID 控制器的參數(shù)整定是PID 控制系統(tǒng)設計的核心內(nèi)容。參數(shù)整定的方法很多,如Ziegler Nichols整定法、臨界比例度法、衰減曲線法等。課程設計內(nèi)容及要求 PID控制原理及PID參數(shù)整定概述。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術之一。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。 （2）積分（I）控制在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（delay）組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。PID參數(shù)整定概述（1）采樣周期的確定：香農(nóng)（ Shannon） 采樣定律 ：為不失真地復現(xiàn)信號的變化， 采樣頻率至少應大于或等于連續(xù)信號最高頻率分量的二倍。采樣周期的選取應與 PID參數(shù)的整定進行綜合考慮，采樣周期應遠小于過程的擾動信號的周期，在執(zhí)行器的響應速度比較慢時，過小的采樣周期將失去意義，因此可適當選大一點；在計算機運算速度允許的條件下，采樣周期短， 則控制品質(zhì)好；當過程的純滯后時間較長時， 一般選取采樣周期為純滯后時間的 1/4～1/8。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(diào)及隨之而來的振蕩，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。微分作用可改善系統(tǒng)的動態(tài)特性，阻止偏差的變化，有助于減小超調(diào)量，消除振蕩，縮短調(diào)節(jié)時間 ，允許加大 ，使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差減小，提高控制精度，達到滿意的控制效果。 置調(diào)節(jié)器積分時間Ti =∞， 微分時間Td =0， 在比例系數(shù) 按經(jīng)驗設置的初值條件下， 將系統(tǒng)投入運行，由小到大整定比例系數(shù) 。 若需引入微分作用時，則將Td 按經(jīng)驗值或按Td =（ 1/3～1/4） Ti 設置，并由小到大加入。根據(jù)δs和Ts值按以下公式計算出調(diào)節(jié)器整定參數(shù)4：1衰減曲線法PID參數(shù)整定經(jīng)驗公式將比例度放在比計算值略大的數(shù)值上，逐步引入積分和微分作用。10：1衰減曲線法整定調(diào)節(jié)參數(shù)步驟和4：1衰減曲線法完全一致，僅采用的整定參數(shù)和經(jīng)驗公式不同。相鄰兩個波峰間的距離稱為臨界震蕩周期。穩(wěn)定后，適當減小比例度，在外界干擾作用下，觀察過程變化情況，尋取系統(tǒng)等幅振蕩臨界狀態(tài)，得到臨界參數(shù)。根軌跡和虛軸相交的那一點就是系統(tǒng)的臨界穩(wěn)定點,此時K 的取值就是能夠使系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩的臨界比例。首先，打開matlab軟件，點擊上方simulink庫，出現(xiàn)以下界
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