基于臨界比例度法的pid控制器參數(shù)整定-文庫(kù)吧資料
2025-07-03 18:48本頁(yè)面
【正文】 系統(tǒng)中，由于采用4：1衰減比仍嫌振蕩比較厲害，則可采用10：1的衰減過(guò)程，如下圖所示。根據(jù)δs和Ts值按以下公式計(jì)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(yàn)公式將比例度放在比計(jì)算值略大的數(shù)值上，逐步引入積分和微分作用。4：1衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)純比例度作用下的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在比例度逐漸減小時(shí)，出現(xiàn)4：1衰減振蕩過(guò)程，此時(shí)比例度為4：1衰減比例度δs，兩個(gè)相鄰?fù)虿ǚ逯g的距離為4:1衰減操作周期TS，如下圖所示4：1衰減曲線法整定PID參數(shù)步驟將調(diào)節(jié)器積分時(shí)間設(shè)定為無(wú)窮大、微分時(shí)間設(shè)定為零（即Ti＝∞，Td＝0），比例度適當(dāng)取值，調(diào)節(jié)系統(tǒng)按純比例作用投入。 若需引入微分作用時(shí)，則將Td 按經(jīng)驗(yàn)值或按Td =（ 1/3～1/4） Ti 設(shè)置，并由小到大加入。 引入積分作用（此時(shí)應(yīng)將上述比例系數(shù) Kp 設(shè)置為 5/6 Kp ）。 置調(diào)節(jié)器積分時(shí)間Ti =∞， 微分時(shí)間Td =0， 在比例系數(shù) 按經(jīng)驗(yàn)設(shè)置的初值條件下， 將系統(tǒng)投入運(yùn)行，由小到大整定比例系數(shù) 。（3）常用整定方法：PID調(diào)節(jié)器參數(shù)整定方法很多，常見(jiàn)的工程整定方法有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗(yàn)法、湊試法。微分作用可改善系統(tǒng)的動(dòng)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(shí)間 ，允許加大 ，使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差減小，提高控制精度，達(dá)到滿意的控制效果。偏差變化率的大小表明偏差變化的速率， 越大， 取值越小， 取值越大，反之亦然。因此，當(dāng)被控量接近定值時(shí)，反號(hào)的比列作用阻礙積分作用，避免積分超調(diào)及隨之而來(lái)的振蕩，有利于控制；而當(dāng)被控量遠(yuǎn)未接近各定值并向定值變化時(shí)，則由于這兩項(xiàng)反向，將會(huì)減慢控制過(guò)程。 在偏差比較大時(shí)， 為使盡快消除偏差， 提高響應(yīng)速度， 同時(shí)為了避免系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)超調(diào)， Kp取大值，Ki取零；在偏差比較小時(shí)，為繼續(xù)減小偏差，并防止超調(diào)過(guò)大、產(chǎn)生振蕩、穩(wěn)定性變壞，Kp值要減小，Ki取小值； 在偏差很小時(shí)，為消除靜差，克服超調(diào)，使系統(tǒng)盡快穩(wěn)定，Kp值繼續(xù)減小，Ki值不變或稍取大。采樣周期的選取應(yīng)與 PID參數(shù)的整定進(jìn)行綜合考慮，采樣周期應(yīng)遠(yuǎn)小于過(guò)程的擾動(dòng)信號(hào)的周期，在執(zhí)行器的響應(yīng)速度比較慢時(shí)，過(guò)小的采樣周期將失去意義，因此可適當(dāng)選大一點(diǎn)；在計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度允許的條件下，采樣周期短， 則控制品質(zhì)好；當(dāng)過(guò)程的純滯后時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)， 一般選取采樣周期為純滯后時(shí)間的 1/4～1/8。實(shí)際采樣周期的選擇還要受到多方面因素的影響，不同的系統(tǒng)采樣周期應(yīng)根據(jù)具體情況來(lái)選擇。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(fù)現(xiàn)信號(hào)的變化， 采樣頻率至少應(yīng)大于或等于連續(xù)信號(hào)最高頻率分量的二倍。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（delay）
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