温度PID如何调整D值? 点击:4491 | 回复:2



whs1

    
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发表于:2009-03-07 09:33:05
楼主
温度PID如何调整D值?



ncwolf

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发表于:2009-03-07 09:58:11
1楼

参数整定找最佳,从小到大顺序查
  先是比例后积分,最后再把微分加
  曲线振荡很频繁,比例度盘要放大
  曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳
  曲线偏离回复慢,积分时间往下降
  曲线波动周期长,积分时间再加长
  曲线振荡频率快,先把微分降下来
  动差大来波动慢。微分时间应加长
  理想曲线两个波,前高后低4比1
  一看二调多分析,调节质量不会低

PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照:
  温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
  压力P: P=30~70%,T=24~180s,
  液位L: P=20~80%,T=60~300s,
  流量L: P=40~100%,T=6~60s。
以上仅供参考  希望对你有所帮助
  

张医生

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发表于:2009-03-07 19:17:02
2楼
PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成。其输入e (t)与输出u (t)的关系为
  u(t)=kp(e((t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt) 式中积分的上下限分别是0和t
  因此它的传递函数为:G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)
  其中kp为比例系数; TI为积分时间常数; TD为微分时间常数
使用中只需设定三个参数(Kp, Ti和Td)即可。在很多情况下,并不一定需要全部三个单元,可以取其中的一到两个单元,但比例控制单元是必不可少的。
 比例(P)控制
  比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
积分(I)控制
  在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
 微分(D)控制
  在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
 5、PID控制器的参数整定
  PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下:(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
  在实际调试中,只能先大致设定一个经验值,然后根据调节效果修改。
  对于温度系统:P(%)20--60,I(分)3--10,D(分)0.5--3
  对于流量系统:P(%)40--100,I(分)0.1--1
  对于压力系统:P(%)30--70,I(分)0.4--3
  对于液位系统:P(%)20--80,I(分)1--5
  参数整定找最佳,从小到大顺序查
  先是比例后积分,最后再把微分加
  曲线振荡很频繁,比例度盘要放大
  曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳
  曲线偏离回复慢,积分时间往下降
  曲线波动周期长,积分时间再加长
  曲线振荡频率快,先把微分降下来
  动差大来波动慢。微分时间应加长
  理想曲线两个波,前高后低4比1
  一看二调多分析,调节质量不会低
P 、 I 、 D 参数的预置与调整
(1) 比例增益 P
一方面,我们希望目标信号和反馈信号无限接近,即差值很小,从而满足调节的精度:另一方面,我们又希望调节信号具有一定的幅度,以保证调节的灵敏度。解决这一矛盾的方法就是事先将差值信号进行放大。比例增益 P 就是用来设置差值信号的放大系数的。任何一种变频器的参数 P 都给出一个可设置的数值范围,一般在初次调试时, P 可按中间偏大值预置.或者暂时默认出厂值,待设备运转时再按实际情况细调。
 (2) 积分时间
  如上所述.比例增益 P 越大,调节灵敏度越高,但由于传动系统和控制电路都有惯性,调节结果达到最佳值时不能立即停止,导致“超调”,然后反过来调整,再次超调,形成振荡。为此引入积分环节 I ,其效果是,使经过比例增益 P 放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大 ( 或减小 ) ,从而减缓其变化速度,防止振荡。但积分时间 I 太长,又会当反馈信号急剧变化时,被控物理量难以迅速恢复。因此, I 的取值与拖动系统的时间常数有关:拖动系统的时间常数较小时,积分时间应短些;拖动系统的时间常数较大时,积分时间应长些。
  (3) 微分时间 D
  微分时间 D 是根据差值信号变化的速率,提前给出一个相应的调节动作,从而缩短了调节时间,克服因积分时间过长而使恢复滞后的缺陷。 D 的取值也与拖动系统的时间常数有关:拖动系统的时间常数较小时,微分时间应短些;反之,拖动系统的时间常数较大时, 微分时间应长些。
  (4)P 、 I 、 D 参数的调整原则
  P 、 I 、 D 参数的预置是相辅相成的,运行现场应根据实际情况进行如下细调:被控物理量在目标值附近振荡,首先加大积分时间 I ,如仍有振荡,可适当减小比例增益 P 。被控物理量在发生变化后难以恢复,首先加大比例增益 P ,如果恢复仍较缓慢,可适当减小积分时间 I ,还可加大微分时间 D 。

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