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关于流量的PID控制 点击：2334 | 回复：15



gongkongedit

    
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发表于：2004-05-09 11:43:00
楼主
大家好，我是刚入门的小M，希望能得到各位大俠的帮助!我们控制系统中需要通过气动调节阀来控制气体流量，我们的控制系统是用采集卡和模拟量输出卡构成的计算机控制系统。我用VC编写的PID控制程序，控制周期为1s，在调试过程中我遇到了如下问题：当前采集值为1m3/h,设定目标值为1.5m3/h，我看到调节阀动了一下就不动了，当然流量也没有达到目标值。我的PID程序测试过(普通位移式PID调节)，是没有问题的，我不知道问题出在什么地方，谢谢各位回复!
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wuphs

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发表于：2004-05-09 13:46:00
1楼
首先请问以下:阀门动了一下后处在什么位置? 1.如果是在100%的开度,则表示调节上限达不到设定值.需要重新选择调节阀. 2.如果阀门开度小于100%,则有可能的原因: (1)你的PID调节器是否设置了输出限制? (2)反馈值(采集值)4-20mA经A/D转换后的数字量与设定值的数字量的标幺化是否一样? (3)调节器的输出D/A转换的标幺化是否正确设置?
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gongkongedit

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发表于：2004-05-10 05:11:00
2楼
"标么化"是什么意思啊？ 我的PID运算是是直接用模拟量来完成的，即：当前值是孔板流量计上的压差信号转换成的流量值，给定值由界面上输入流量值，PID运算的结果直接转换成4～20mA电流信号输出到阀门上。不知这要是不是不对？望指点！
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wuphs

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发表于：2004-05-10 11:34:00
3楼
标幺化是指一个相对的值.选定一个基准值,实际值与基准值的比值就是标幺化值. PID控制中的给定和反馈信号应该有一个同样的基准值. 比如:给定值转2MP换成数字量时对应的二进制数,假设是0FFFH,反馈的差压信号经A/D转换后的二进制数,就必须是这样的关系:当A/D转换结果是0FFFH,则对应的实际值也必须为2MP.
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liuying

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发表于：2004-05-10 20:07:00
4楼
谢谢回复! 我再把我的问题详细地描述一下，压差变送器测量范围：0~4KPa,输出信号：4~20mA，线性输出。如当前采集卡得到的数据对应电流为8mA，通过线性计算当前压差值为1KPa；此时目标值设为1.5KPa，同样通过线性计算得到对应电流值为10mA。我用10mA作为SetPoint，用8mA作为NextPoint，调用PIDCalc(double NextPoint)进行PID运算。 下面是我的PID运算函数 double CPID::PIDCalc(double NextPoint) { double dError,Error; Error=SetPoint-NextPoint; // 偏差 SumError+=Error; // 积分 dError=LastError-PrevError; // 当前微分 PrevError=LastError; LastError=Error; return (Proportion*Error // 比例项 +Integral*SumError // 积分项 +Derivative*dError // 微分项 ); } 因为自己是门外汉我设P=1，I=0.5，D=0；这样第一次PID运算函数 返回值为3mA，再加上原来基准值8mA，得到11mA经判断在4~20mA范围内，没有超过阀门调节器的输出范围，将11mA作为阀门的控制输出。此时阀门动了一下就不动了，压差也没有达到设定值。不知道上述操作是否正确？ 解释一下，4~20mA信号转换成对应的二进制数，采集卡和模拟量输 出卡的提供的库函数自动完成。我没有直接控制流量而是控制压差 ，是因为我不是很确定如何将压差值转换成流量值。压差转换成流 量是不是用公式此计算：质量流量=流出系数*孔板截面积*Sqrt(2*密度*压差)，Sqrt是开平方。
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liuying

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发表于：2004-05-11 11:23:00
5楼
各位大俠帮忙指点一下，我接触这东东，实在是不清楚，谢谢!
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wuphs

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发表于：2004-05-11 16:25:00
6楼
PID运算函数没有门题。 不清楚你的整个程序。当完整的程序似乎应该是需要反复调用PID运算函数（按你设计的控制周期1S），直到setpoint=nextpoint为止，即应该有一个循环的问题。
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liuying

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发表于：2004-05-11 19:31:00
7楼
我有做循环的，每个控制周期如果setpoint不等于nextpoint，则调用PIDCalc(double NextPoint)进行PID运算，输出控制值。
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wuphs

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发表于：2004-05-12 07:36:00
8楼
如果愿意的话,把你的完整控制方案和程序发到wu_phs@sina.com.
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liuying

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发表于：2004-05-13 09:48:00
9楼
谢谢，程序太大，我整理一下先!
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liuying

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发表于：2004-05-15 15:54:00
10楼
今天我调试系统，发现如下问题： 我们采到的压差是1kg，现在界面上输入设定值是1.5kg，这样的话，偏差是0.5,pid参数中p＝0.5,经pid计算，（1.5-1）×0.5 ＝0.25 现在不知如何用这0.25去控制阀门。
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wuphs

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发表于：2004-05-17 11:00:00
11楼
实际这涉及到输出的标幺化问题. 举例说明如下:设定控制的压力范围为0---2kg,则0kg对应输出4mA,2kg对应20mA去控制电磁阀,线性改变. 现在采集量1kg对应的控制电流应该是12mA,设定与反馈信号的偏差是0.25kg,对应的控制电流应该是2mA,(0.25/2)*16 即此时输出的控制电流应该为12+2=14mA. 供参考
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liuying

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发表于：2004-05-17 17:09:00
12楼
对应关系为什么是线性的，有什么依据么？我们使用的阀门是气动调节阀，阀门的流量特性是对数的，阀门带有定位器。
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wuphs

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发表于：2004-05-18 07:42:00
13楼
你是通过压力控制流量.取线性变化是为了控制简单化,减少运算量和时间.如果采用非线性的变化关系,则你在程序中,输入和输出必须采用统一的非线性对应关系.另外,采用线性和非线性的改变关系时,则控制输出的动态过渡过程不一样.
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有所为

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14楼
我很想知道wuphs老师的联系方式，可以告诉我吗？
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wuphs

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15楼
wuphs的e_mail:wuphs@sina.com 欢迎联系讨论问题.
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