最新一種基于labview的pid控制器的設(shè)計(jì)方法(參考版)
2025-06-28 01:27本頁面
【正文】 21。LABVIEW—易學(xué)易用的計(jì)算機(jī)圖形化編程語言?；贚ABVIEW電機(jī)控制試驗(yàn)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。圖形化編程語音LABVIEW及環(huán)境及其開放性。新型PID控制及其應(yīng)用。智能檢測與控制技術(shù)。北京：清華大學(xué)出版社，2008［4］ 劉金琨，先進(jìn)PID控制極其MATLAB仿真。PID Control Toolset User Manual，［3］ 程鵬。LABVIEW程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用?！ 〈送?，還可以利用PID工具包，設(shè)計(jì)其它基于PID算法的LABVIEW程序，設(shè)為子VI，便于在設(shè)計(jì)中調(diào)用。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。這樣的電路稱為相位超前補(bǔ)償器。同時(shí)，中分化信號放大噪聲，這個(gè)術(shù)語在控制器是在高度敏感的噪聲誤差項(xiàng)，并能導(dǎo)致流程如果噪聲和微分增益足夠大，變得不穩(wěn)定。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。的導(dǎo)數(shù)項(xiàng)的貢獻(xiàn)的整體控制作用的大小稱為微分增益。然而，因?yàn)榉e分響應(yīng)從過去的積累誤差，它可以導(dǎo)致當(dāng)前值超過設(shè)定值。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(xiàng)41 光伏時(shí)間圖，為三（KP和KI值的Kd值保持不變）從積分項(xiàng)的貢獻(xiàn)是兩者的誤差幅度和持續(xù)時(shí)間成比例的誤差。偏差是成正比的處理增益和比例增益成反比。其他進(jìn)程必須減少在達(dá)到一個(gè)新的設(shè)定點(diǎn)所消耗的能量。具體標(biāo)準(zhǔn)命令跟蹤包括上升時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間?！?yōu)化過程在一個(gè)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。不穩(wěn)定是由于過剩增加，尤其是在存在明顯滯后?！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(cuò)誤 SPPVt:時(shí)間或瞬時(shí)時(shí)間（本）T:積分變量；需要從0到現(xiàn)在的時(shí)間價(jià)值t。它適用于控制通道時(shí)間常數(shù)或容量滯后較大、控制要求較高的場合。如，大窯玻璃液位的控制。如，加熱型溫度控制、成分控制。 比例微分控制器系數(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(xiàng)設(shè)置得當(dāng)?shù)那闆r下，對于提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，有著顯著效果。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(fù)荷變化不大、被控參數(shù)不允許有余差的場合。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(dòng)的影響，它的作用于輸出值較快，但不能很好穩(wěn)定在一個(gè)理想的數(shù)值，不良的結(jié)果是雖較能有效的克服擾動(dòng)的影響，但有余差出現(xiàn)。（4） 當(dāng)廣義過程控制控制通道時(shí)間常數(shù)很大且純滯后較大、負(fù)荷變化也劇烈時(shí)，不宜采用PID控制。（2） 當(dāng)廣義過程控制通道時(shí)間常數(shù)較小、負(fù)荷變化不大且工藝要求允許有穩(wěn)態(tài)誤差時(shí)，可以選擇P控制，入貯藏壓力、液位等過程一般屬于此類。為此,該表在確定Kp、Ki 和Kd 值時(shí)僅作為參考。比例、積分、微分控制器Kp、Kd 和Ki 在閉環(huán)系統(tǒng)中的作用總結(jié)如表41所示：表41 P、I、D 控制特性閉環(huán)響應(yīng)上升時(shí)間超調(diào)穩(wěn)定時(shí)間穩(wěn)定誤差Kp減少增加影響較小減少Ki減少增加增加消除Kd影響較小減少減少影響較小請注意，這些關(guān)系可能不十分準(zhǔn)確，因?yàn)镵p、Ki 和Kd 是相互關(guān)聯(lián)的。積分控制（Ki），將消除穩(wěn)態(tài)誤差的影響，但可能使瞬態(tài)響應(yīng)變得更糟。因此在比例微分調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，由于微分作用的加入，比例系數(shù)可以調(diào)整小一些。這也會使系統(tǒng)不穩(wěn)定?！”壤e分調(diào)節(jié)作用由于比例調(diào)節(jié)作用時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)180176。如果微分時(shí)間短，微分作用弱，則對系統(tǒng)影響不顯著。當(dāng)積分時(shí)間短，積分速度大，積分作用強(qiáng)，積分增益也大時(shí)，也會使系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。因此，大多數(shù)比例調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)都是可以調(diào)節(jié)的，通過調(diào)節(jié)可以改變系統(tǒng)的系統(tǒng)增益，保證調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，不產(chǎn)生振蕩，最后穩(wěn)定于某一數(shù)值。接著積分起作用，慢慢地把靜差消除。PID 調(diào)節(jié)器是比例、積分、微分控制器控制作用的綜合。 比例積分微分（PID）控制具有比例(P)、積分(I)、微分（D）三種調(diào)節(jié)規(guī)律的調(diào)節(jié)器，簡稱為PID 調(diào)節(jié)器。 比例微分（PD）控制比例微分調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用是比例調(diào)節(jié)與微分調(diào)節(jié)二者之和。調(diào)節(jié)器的輸出為比例作用和積分作用之和，而第二項(xiàng)多一個(gè)比例系數(shù)Kp，這是由于在PI 調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)上，比例系數(shù)不僅影響到比例不分，而且也影響到積分部分。PI 調(diào)節(jié)器的動(dòng)作規(guī)律可用下式表示。積分作用相當(dāng)于在比例調(diào)節(jié)之后，再自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。比例作用快，但是不能消除偏差?！”壤e分（PI）控制比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律又稱PI 調(diào)節(jié)規(guī)律[10]。積分調(diào)節(jié)規(guī)律可用下式表述： （41）式中： ki——積分系數(shù)；Ti——積分時(shí)間。因此，調(diào)節(jié)器有差即動(dòng)，無差則停。增加積分項(xiàng)后，積分項(xiàng)對誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會增大?！”壤e分（I）控制積分調(diào)節(jié)規(guī)律就是調(diào)節(jié)器的輸出變化量與輸入偏差隨時(shí)間的積分成正比的調(diào)節(jié)規(guī)律，亦即調(diào)節(jié)器輸出的變化速度與輸入偏差的大小成正比。即偏差越大，開度變化越大，偏差越小，開度變化越小。圖 35 Kp = 300、Ki = 300、Kd = 30 的閉環(huán)階躍響應(yīng)曲線可以清楚地看出，在這個(gè)調(diào)節(jié)器控制下，系統(tǒng)沒有超調(diào)了。如果再把比例系數(shù)Kd 設(shè)為300、積分系數(shù)Ki 設(shè)為300、微分系數(shù)Kd 設(shè)為30。再如把比例系數(shù)Kp 設(shè)為300、積分系數(shù)Ki 設(shè)為300、微分系數(shù)Kd 設(shè)為10，其響應(yīng)曲線如圖34所示。如果把比例系數(shù)Kp 設(shè)為300、積分系數(shù)Ki 設(shè)為300、微分系數(shù)Kd 設(shè)為5，則響應(yīng)曲線如圖33所示。其階躍信號的響應(yīng)曲線如圖32所示。穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一個(gè)系統(tǒng)要能正常工作，首先必須是穩(wěn)定的，從階躍響應(yīng)上看應(yīng)該是收斂的；準(zhǔn)是指控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、控 制精度，通常用穩(wěn)態(tài)誤差來描述，它表示系統(tǒng)輸
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