最新一種基于labview的pid控制器的設(shè)計方法-資料下載頁
2025-06-25 01:27本頁面
【正文】 變化不大，但工藝要求無穩(wěn)態(tài)誤差時，可以選擇PI控制，如管道壓力、流量等控制過程可屬此類。（4） 當廣義過程控制控制通道時間常數(shù)很大且純滯后較大、負荷變化也劇烈時，不宜采用PID控制。按照如下步驟可獲得所期望的響應(yīng)：(1) 獲得開環(huán)反應(yīng)，并確定需要改進的物理量(2) 增加比例控制，以改善上升時間(3) 增加微分控制，以改善超調(diào)(4) 增加積分控制，消除穩(wěn)態(tài)誤差(5) 調(diào)整Kp，Ki，Kd 每個參數(shù)直到獲得所需的系統(tǒng)響應(yīng)?！”壤刂破飨禂?shù)的設(shè)置采用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(jié)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(nèi)有余差的場合。如，熱水池水位控制，油泵房中間油罐油位控制等?！”壤e分控制器系數(shù)的設(shè)置在工程中比例積分控制規(guī)律是應(yīng)用最廣泛的一種控制規(guī)律。積分能在比例的基礎(chǔ)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，油泵房供油管流量控制系統(tǒng)，退火窯各區(qū)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等?！”壤⒎挚刂破飨禂?shù)的設(shè)置微分具有超前作用，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(shè)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?！”壤e分微分控制器系數(shù)的設(shè)置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(chǔ)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?！ID 算法最終形式 （44）其中：Kp:比例增益，調(diào)整參數(shù)Ki:積分增益，調(diào)整參數(shù)Kd:微分增益，調(diào)整參數(shù)e:錯誤 SPPVt:時間或瞬時時間（本）T:積分變量；需要從0到現(xiàn)在的時間價值t?！》€(wěn)定性如果PID控制器參數(shù)（增益的比例，積分和微分項）選擇不當，控制過程的輸入可以是不穩(wěn)定的，其輸出發(fā)散，有或沒有振蕩，并僅限于飽和或機械破損。不穩(wěn)定是由于過剩增加，尤其是在存在明顯滯后。一般來說，穩(wěn)定的需要的響應(yīng)，這個過程必須不為的工藝條件和設(shè)定任何組合振蕩，盡管有時邊際穩(wěn)定性（有界振動）是可以接受的或預(yù)期的?！?yōu)化過程在一個過程中的變化或改變設(shè)定值的優(yōu)化行為取決于應(yīng)用。兩個基本要求是調(diào)節(jié)和指令跟蹤。具體標準命令跟蹤包括上升時間和穩(wěn)定時間。一些過程不允許過程變量超出設(shè)定值，如果超出，這將是不安全的。其他進程必須減少在達到一個新的設(shè)定點所消耗的能量?！∑钜驗橐粋€非零的錯誤所需的驅(qū)動控制器，純比例控制器通常有穩(wěn)態(tài)誤差，簡稱偏差。偏差是成正比的處理增益和比例增益成反比。偏差可以通過設(shè)定值或輸出添加補償偏置項減輕，或加入一個積分項的糾正。積分項41 光伏時間圖，為三（KP和KI值的Kd值保持不變）從積分項的貢獻是兩者的誤差幅度和持續(xù)時間成比例的誤差。在PID控制器的積分是瞬時誤差隨時間累積的偏移的總和給出應(yīng)該被糾正之前。累積誤差，然后乘以積分增益（）和添加到控制器的輸出。積分項： （45）積分項對設(shè)定值的加速過程的運動，消除了純比例控制器發(fā)生殘余穩(wěn)態(tài)誤差。然而，因為積分響應(yīng)從過去的積累誤差，它可以導致當前值超過設(shè)定值。42 光伏時間圖，為三KD值（KP和KI保持不變）過程偏差的導數(shù)是通過確定坡度誤差隨時間變化速率乘以這個由微分增益計算。的導數(shù)項的貢獻的整體控制作用的大小稱為微分增益。導數(shù)項的： （46）導數(shù)項減緩變化的速度控制器的輸出。微分控制是用來減少超調(diào)的整體部件生產(chǎn)和提高過程穩(wěn)定性的大小組合控制器。然而，導數(shù)項減緩了控制器的瞬態(tài)響應(yīng)。同時，中分化信號放大噪聲，這個術(shù)語在控制器是在高度敏感的噪聲誤差項，并能導致流程如果噪聲和微分增益足夠大，變得不穩(wěn)定。因此，在帶寬有限的一個近似的差異是比較常用的。這樣的電路稱為相位超前補償器。5 總結(jié)在LABVIEW軟件條件下，利用PID工具包，可以方便的進行PID控制器的設(shè)計，為PID控制在實際系統(tǒng)中的應(yīng)用提供參考。通過前面板的圖形交互界面本程序?qū)?階以內(nèi)具有線性遞函數(shù)的被控對象有著很好的通用性。并對實際問題的PID控制仿真?！ 〈送?，還可以利用PID工具包，設(shè)計其它基于PID算法的LABVIEW程序，設(shè)為子VI，便于在設(shè)計中調(diào)用。參考文獻［1］ 楊樂平，李海濤等。LABVIEW程序設(shè)計與應(yīng)用。北京：電子工業(yè)出版社，2001.［2］ NI Corporation。PID Control Toolset User Manual，［3］ 程鵬。自動控制原理實驗教程。北京：清華大學出版社，2008［4］ 劉金琨，先進PID控制極其MATLAB仿真。北京：電子工業(yè)出版社，2002［5］ 王仲生，陳東。智能檢測與控制技術(shù)。西安：西北工業(yè)大學出版，2002［6］ 陶永華。新型PID控制及其應(yīng)用。北京：機械工業(yè)出版社，2000［7］ 李楊等。圖形化編程語音LABVIEW及環(huán)境及其開放性。計算機工程，1999［8］ 李瑞先。基于LABVIEW電機控制試驗系統(tǒng)的軟件設(shè)計及實現(xiàn)。山東理工大學，2006［9］ 李剛，林凌。LABVIEW—易學易用的計算機圖形化編程語言。北京：北京航天航空大學出版社，2001。2
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