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PID調(diào)節(jié)器數(shù)字實(shí)現(xiàn)是什么

PID調(diào)節(jié)器數(shù)字實(shí)現(xiàn)是什么
提問者:網(wǎng)友 2017-10-03
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基于PLC的數(shù)字PID調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 編程是用梯形圖PID是由比例、微分、積分三個(gè)部分組成的,在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常只使用其中的一項(xiàng)或者兩項(xiàng),如P、PI、PD、PID等。就可以達(dá)到控制要求...PLC編程指令里都會(huì)有PID這個(gè)功能指令...至于P,I,D 數(shù)值的確定要在現(xiàn)場(chǎng)的多次調(diào)試確定...比例控制(P): 比例控制是最常用的控制手段之一,比方說我們控制一個(gè)加熱器的恒溫100度,當(dāng)開始加熱時(shí),離目標(biāo)溫度相差比較遠(yuǎn),這時(shí)我們通常會(huì)加大加熱,使溫度快速上升,當(dāng)溫度超過100度時(shí),我們則關(guān)閉輸出,通常我們會(huì)使用這樣一個(gè)函數(shù) e(t) = SP – y(t); u(t) = e(t)*PSP--設(shè)定值 e(t)--誤差值 y(t)--反饋值 u(t)--輸出值 P--比例系數(shù) 滯后性不是很大的控制對(duì)象使用比例控制方式就可以滿足控制要求,但很多被控對(duì)象中因?yàn)橛袦笮浴?也就是如果設(shè)定溫度是200度,當(dāng)采用比例方式控制時(shí),如果P選擇比較大,則會(huì)出現(xiàn)當(dāng)溫度達(dá)到200度輸出為0后,溫度仍然會(huì)止不住的向上爬升,比方說升至230度,當(dāng)溫度超過200度太多后又開始回落,盡管這時(shí)輸出開始出力加熱,但溫度仍然會(huì)向下跌落一定的溫度才會(huì)止跌回升,比方說降至170度,最后整個(gè)系統(tǒng)會(huì)穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行振蕩。 如果這個(gè)振蕩的幅度是允許的比方說家用電器的控制,那則可以選用比例控制.比例積分控制(PI): 積分的存在是針對(duì)比例控制要不就是有差值要不就是振蕩的這種特點(diǎn)提出的改進(jìn),它常與比例一塊進(jìn)行控制,也就是PI控制。 其公式有很多種,但大多差別不大,標(biāo)準(zhǔn)公式如下: u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) +u0 u(t)--輸出 Kp--比例放大系數(shù) Ki--積分放大系數(shù) e(t)--誤差 u0--控制量基準(zhǔn)值(基礎(chǔ)偏差) 大家可以看到積分項(xiàng)是一個(gè)歷史誤差的累積值,如果光用比例控制時(shí),我們知道要不就是達(dá)不到設(shè)定值要不就是振蕩,在使用了積分項(xiàng)后就可以解決達(dá)不到設(shè)定值的靜態(tài)誤差問題,比方說一個(gè)控制中使用了PI控制后,如果存在靜態(tài)誤差,輸出始終達(dá)不到設(shè)定值,這時(shí)積分項(xiàng)的誤差累積值會(huì)越來越大,這個(gè)累積值乘上Ki后會(huì)在輸出的比重中越占越多,使輸出u(t)越來越大,最終達(dá)到消除靜態(tài)誤差的目的。 PI兩個(gè)結(jié)合使用的情況下,我們的調(diào)整方式如下: 1、先將I值設(shè)為0,將P值放至比較大,當(dāng)出現(xiàn)穩(wěn)定振蕩時(shí),我們?cè)贉p小P值直到P值不振蕩或者振蕩很小為止(術(shù)語叫臨界振蕩狀態(tài)),在有些情況下,我們還可以在些P值的基礎(chǔ)上再加大一點(diǎn)。 2、加大I值,直到輸出達(dá)到設(shè)定值為止。 3、等系統(tǒng)冷卻后,再重上電,看看系統(tǒng)的超調(diào)是否過大,加熱速度是否太慢。 通過上面的這個(gè)調(diào)試過程,我們可以看到P值主要可以用來調(diào)整系統(tǒng)的響應(yīng)速度,但太大會(huì)增大超調(diào)量和穩(wěn)定時(shí)間;而I值主要用來減小靜態(tài)誤差。 PID控制: 因?yàn)镻I系統(tǒng)中的I的存在會(huì)使整個(gè)控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度受到影響,為了解決這個(gè)問題,我們?cè)诳刂浦性黾恿薉微分項(xiàng),微分項(xiàng)主要用來解決系統(tǒng)的響應(yīng)速度問題,其完整的公式如下: u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) + Kd[e(t) – e(t-1)]+u0在PID的調(diào)試過程中,我們應(yīng)注意以下步驟: 1、 關(guān)閉I和D,也就是設(shè)為0.加大P,使其產(chǎn)生振蕩; 2、 減小P,找到臨界振蕩點(diǎn); 3、 加大I,使其達(dá)到目標(biāo)值; 重新上電看超調(diào)、振蕩和穩(wěn)定時(shí)間是否吻合要求; 5、 針對(duì)超調(diào)和振蕩的情況適當(dāng)?shù)脑黾右恍┪⒎猪?xiàng); 6、 注意所有調(diào)試均應(yīng)在最大爭(zhēng)載的情況下調(diào)試,這樣才能保證調(diào)試完的結(jié)果可以在全工作范圍內(nèi)均有效;還有一些是關(guān)于運(yùn)動(dòng)控制的,用編碼器之類產(chǎn)品為測(cè)量,一個(gè)測(cè)量設(shè)定點(diǎn),一個(gè)測(cè)量跟從量值......這里就不一一而答了..
回答者:網(wǎng)友
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