位置式pid控制原理(參考版)
2025-07-10 12:41本頁面
【正文】 27。微分時間的調(diào)整增大微分時間可以使系統(tǒng)的制動作用加強(qiáng)，因此當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)較大超調(diào)甚至震蕩時，可以適當(dāng)增大微分時間；但過強(qiáng)的微分作用又會使系統(tǒng)出現(xiàn)提前制動的現(xiàn)象，延長系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間，因此當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)提前制動的現(xiàn)象時，應(yīng)該適當(dāng)減小微分時間常數(shù)。積分時間的調(diào)整減小積分時間常數(shù)，將使積分作用增強(qiáng)，使系統(tǒng)響應(yīng)速度提高，使穩(wěn)態(tài)誤差減小。優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)曲線法具有較高的準(zhǔn)確度。控制器類型控制器參數(shù)計算公式/s/sPID（比例、積分、微分控制器）（）2PI（）K/ （）（4）切換為閉環(huán)PID控制，觀察整定參數(shù)的效果。與的單位都是s。其傳遞函數(shù)為：為干擾起始點(diǎn)至B點(diǎn)的距離。（2）從響應(yīng)曲線的拐點(diǎn)A作一切線，分別交時間軸于B點(diǎn)以及最終穩(wěn)態(tài)值水平線于C點(diǎn)，并通過C點(diǎn)引垂線交時間軸于D點(diǎn)。將被控變量調(diào)節(jié)到預(yù)先設(shè)定的某一個給定值附近，并使之穩(wěn)定（即測量值等于給定值的穩(wěn)定狀態(tài)）。（廣義對象：控制閥、被控對象和測量變送裝置合在一起，稱為廣義對象。衰減比不好確定，只能近似。優(yōu)點(diǎn)：衰減振蕩易為控制工藝所接受，這種整定方法應(yīng)用比較廣泛。按下表給出的經(jīng)驗公式，計算出使過度過程呈衰減比為10：1衰減振蕩的控制器參數(shù)值。記此時的比例放大系數(shù)為，自調(diào)節(jié)開始至衰減曲線達(dá)到第一個峰值的上升時間為。若的過渡過程無振蕩，則繼續(xù)增大值；若的過渡過程呈發(fā)散振蕩或等幅振蕩，則減小值，使過渡過程出現(xiàn)衰減振蕩。即將控制器的積分時間設(shè)置為無窮大，將微分時間設(shè)置為0，比例放大系數(shù)設(shè)為1。 衰減比為10:1的衰減曲線法在某些實(shí)際生產(chǎn)過程中，對控制過程的穩(wěn)定性要求較高，認(rèn)為4：1衰減過程的穩(wěn)定性不夠，希望衰減比再大一些，于是出現(xiàn)了10：1衰減過程，相應(yīng)地也就出現(xiàn)了一種10：1衰減曲線法。按下表給出的經(jīng)驗公式，計算出使過度過程呈衰減比為4：1衰減振蕩的控制器參數(shù)值。記此時的比例放大系數(shù)為，振蕩周期記為。若的過渡過程無振蕩，則繼續(xù)增大值；若的過渡過程呈發(fā)散振蕩或等幅振蕩，則減小值，使過渡過程出現(xiàn)衰減振蕩。即將控制器的積分時間設(shè)置為無窮大，將微分時間設(shè)置為0，比例放大系數(shù)設(shè)為1。這種方法只適用于二階以上的高階對象，或一階加純滯后的對象，否則，在純比例控制情況下，系統(tǒng)將不會出現(xiàn)等幅振蕩?？刂破黝愋涂刂破鲄?shù)計算公式/s/sPID（比例、積分、微分控制器）PIP（4）根據(jù)各參數(shù)分別對控制系統(tǒng)動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能的影響，適當(dāng)調(diào)整控制參數(shù)，直到控制系統(tǒng)性能(超調(diào)量、穩(wěn)態(tài)誤差、調(diào)節(jié)時間)滿意為止。出現(xiàn)臨界振蕩過程的放大倍數(shù)稱為臨界放大倍數(shù)，記為，等幅振蕩的周期則稱臨界周期。若的過渡過程無振蕩或呈衰減振蕩，則繼續(xù)增大值；若的過渡過程呈發(fā)散振蕩，則應(yīng)減小值，直到調(diào)至某一值，過渡過程出現(xiàn)等幅振蕩為止。即將控制器的積分時間設(shè)置為無窮大，將微分時間設(shè)置為0，比例放大系數(shù)設(shè)為1。的值即為PID調(diào)節(jié)開始之前瞬間，控制系統(tǒng)輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制變量值。同樣，當(dāng)控制系統(tǒng)從自動控制狀態(tài)切換到手動操作狀態(tài)時，也必須將軟手動操作系統(tǒng)輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制量設(shè)置為手/自動的切換之前瞬間PID控制器輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制量的值。 此外，對于對被控變量的上下限有嚴(yán)格要求的工藝，要求控制系統(tǒng)有上下限報警機(jī)制，同時報警后要有相關(guān)的安全措施。被控變量類型控制周期（）流量壓力液位溫度成分 PID控制偏差值的計算 偏差值的計算要根據(jù)控制器是正作用控制器還是反作用控制器來決定① 正作用： 當(dāng)被控變量大于給定值時，PID控制器所輸出的控制量增加② 反作用： 當(dāng)被控變量小于給定值時，PID控制器所輸出的控制量增加式中：—第個控制采樣時的偏差值—第個控制采樣時的被控變量值—被控變量目標(biāo)值PID控制算法式中，、均大于0 對控制量的處理PID控制器向執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出的控制變量不允許超出執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入信號的上限及下限。在滿足上述要求的情況下，控制周期應(yīng)當(dāng)盡量縮短，以使PID控制系統(tǒng)可以精確跟蹤被控變量的瞬態(tài)變化并及時作出相應(yīng)調(diào)整。PID控制周期的選擇要求如下：① 控制器在本控制周期輸出控制變量之后，在下一個控制周期到來之前，執(zhí)行器可以完成響應(yīng)動作，到達(dá)指定位置。6位置型PID控制的工程實(shí)現(xiàn) PID控制系統(tǒng)的功能構(gòu)成 一個完備的PID控制系統(tǒng)需要具備以下功能：① 可以在線進(jìn)行PID控制比例系數(shù)、積分時間常數(shù)、微分時間常數(shù)、誤差帶、目標(biāo)值和控制周期的設(shè)置② 實(shí)現(xiàn)PID自動控制的啟動及停止、實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器手動控制以及手動控制和自動控制之間的切換③ 實(shí)現(xiàn)被控變量和控制變量的監(jiān)控及顯示，同時用圖像記錄手動及自動調(diào)節(jié)過程
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