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三种pid控制常用的参数整定方法(2023年pid参数整定方法)

来源:综合知识2023-11-25 12:09:08
导读 今天芳芳来为大家解答以上的问题。三种pid控制常用的参数整定方法,2023年pid参数整定方法相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧...

今天芳芳来为大家解答以上的问题。三种pid控制常用的参数整定方法,2023年pid参数整定方法相信很多小伙伴还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、确定控制器参数 数字PID控制器控制参数的选择,可按连续-时间PID参数整定方法进行。

2、 在选择数字PID参数之前,首先应该确定控制器结构。

3、对允许有静差(或稳态误差)的系统,可以适当选择P或PD控制器,使稳态误差在允许的范围内。

4、对必须消除稳态误差的系统,应选择包含积分控制的PI或PID控制器。

5、一般来说,PI、PID和P控制器应用较多。

6、对于有滞后的对象,往往都加入微分控制。

7、 选择参数 控制器结构确定后,即可开始选择参数。

8、参数的选择,要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。

9、工程上,一般要求整个闭环系统是稳定的,对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪,超调量小;在不同干扰作用下,能保证被控量在给定值;当环境参数发生变化时,整个系统能保持稳定,等等。

10、这些要求,对控制系统自身性能来说,有些是矛盾的。

11、我们必须满足主要的方面的要求,兼顾其他方面,适当地折衷处理。

12、 PID控制器的参数整定,可以不依赖于受控对象的数学模型。

13、工程上,PID控制器的参数常常是通过实验来确定,通过试凑,或者通过实验经验公式来确定。

14、 常用的方法,采样周期选择,实验凑试法 实验凑试法是通过闭环运行或模拟,观察系统的响应曲线,然后根据各参数对系统的影响,反复凑试参数,直至出现满意的响应,从而确定PID控制参数。

15、 整定步骤 实验凑试法的整定步骤为"先比例,再积分,最后微分"。

16、(1)整定比例控制 将比例控制作用由小变到大,观察各次响应,直至得到反应快、超调小的响应曲线。

17、(2)整定积分环节 若在比例控制下稳态误差不能满足要求,需加入积分控制。

18、 先将步骤(1)中选择的比例系数减小为原来的50~80%,再将积分时间置一个较大值,观测响应曲线。

19、然后减小积分时间,加大积分作用,并相应调整比例系数,反复试凑至得到较满意的响应,确定比例和积分的参数。

20、(3)整定微分环节 若经过步骤(2),PI控制只能消除稳态误差,而动态过程不能令人满意,则应加入微分控制,构成PID控制。

21、 先置微分时间TD=0,逐渐加大TD,同时相应地改变比例系数和积分时间,反复试凑至获得满意的控制效果和PID控制参数。

22、实验经验法扩充临界比例度法 实验经验法调整PID参数的方法中较常用的是扩充临界比例度法,其最大的优点是,参数的整定不依赖受控对象的数学模型,直接在现场整定、简单易行。

23、 扩充比例度法适用于有自平衡特性的受控对象,是对连续-时间PID控制器参数整定的临界比例度法的扩充。

24、 整定步骤 扩充比例度法整定数字PID控制器参数的步骤是:(1)预选择一个足够短的采样周期TS。

25、一般说TS应小于受控对象纯延迟时间的十分之一。

26、(2)用选定的TS使系统工作。

27、这时去掉积分作用和微分作用,将控制选择为纯比例控制器,构成闭环运行。

28、逐渐减小比例度,即加大比例放大系数KP,直至系统对输入的阶跃信号的响应出现临界振荡(稳定边缘),将这时的比例放大系数记为Kr,临界振荡周期记为Tr。

29、(3)选择控制度。

30、 控制度,就是以连续-时间PID控制器为基准,将数字PID控制效果与之相比较。

31、通常采用误差平方积分作为控制效果的评价函数。

32、 定义控制度 (3-25)采样周期TS的长短会影响采样-数据控制系统 的品质,同样是最佳整定,采样-数据控制系统的控制品质要低于连续-时间控制系统。

33、因而,控制度总是大于1的,而且控制度越大,相应的采样-数据控制系统的品质越差。

34、控制度的选择要从所设计的系统的控制品质要求出发。

35、(4) 查表确定参数。

36、根据所选择的控制度,查表3一2,得出数字PID中相应的参数TS,KP,TI和TD。

37、(5)运行与修正。

38、将求得的各参数值加入PID控制器,闭环运行,观察控制效果,并作适当的调整以获得比较满意的效果。

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