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有问有答之:为何已选择了PID控制温度还是无法稳定? 点击:15564 | 回复:35



纵横军团总司令-宝马760LI

    
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发表于:2012-09-05 21:56:16
楼主
PID的控制中是需要依系统的不同来输入P、I、D三个参数值,因此台达温控器中提供了自我整定(Auto Tuning)的功能,只需启动AT的动作便可自动取得相关参数,并且此参数也可经由使用者手动来调整,来达到更精确的控制要求。



怪话二王

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发表于:2012-09-05 22:15:03
1楼

 

俺村小土豆,控温比PID,波动度小50倍可能都不止。。。真的,俄不敢骗司令。。。不然请司令墙壁俄


李纯绪

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发表于:2012-09-05 22:32:09
2楼
在设置PID参数时,可以用自整定功能粗略取得PID数值,然后对调节器设置和调整,运行中要关自整定功能,否则系统不稳定。

刘志斌

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发表于:2012-09-06 00:00:08
3楼

为何已选择了PID控制温度还是无法稳定?

 

1、温度控制,最大的问题是热量的产生、传递需要时间;

2、当温度检测到位时,发热体还在发热,大量的热量还在传递中,很快就又超温了;

3、或者当温度到位时,发热体早就停止,热量还在不断损失中,很快温度就又下降了;

4、所以恒温控制的核心问题是,热量的产生、传递需要时间,系统检测和调节都存在延迟性,很难做到稳定!

 

刘志斌

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发表于:2012-09-06 00:06:55
4楼
5、靠PID参数的调整,是不可能的,用传输函数的观点说输入与输出不是瞬时关系,响应迟钝!

李纯绪

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发表于:2012-09-06 08:51:02
5楼
回复内容:
对:刘志斌关于5、靠PID参数的调整,是不可能的,用传输函数的观点说输入与输出不是瞬时关系,响应迟钝! 内容的回复:

PID设置就是解决这个问题。正确设置就会使系统高精度、稳定的工作

刘志斌

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发表于:2012-09-06 11:11:48
6楼

引用 李纯绪 的回复内容:回复内容:对:刘志斌关于5、靠PID参数的调整,是不可能的,用传输函数的观点说输入与输出不是瞬时关系,响应迟钝! 内容的回复:PID设置就是解决这个问题。正确设置就会使系统高精度、稳定的工作。


1、这样说,如果没有热传导的时间,认为检测温度就是物体整体的静态平衡温度;

2、这样说,对发热源可以控制到需要多少热量就发多少热量;

3、有了1、2两条,那温度的PID控制就可以实现恒温控制;

4、如果你做不到1、2两条,PID 的调整是无用的;

刘志斌

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发表于:2012-09-06 11:18:31
7楼

1、举一个供热系统管路恒压补水的问题的例子;

2、如果补水泵的能力最大是5方/秒;

3、当系统失水压力下降时,失水量小于5方/秒时,可以PID恒压控制;

4、当系统失水压力下降时,是水量大于5方/秒时,就不能达到PID恒压控制,压力就会下跌;

刘志斌

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发表于:2012-09-06 11:22:50
8楼

1、PID控制的核心就是开环调节器的功能是否有能力调节,如果调节器没有这个能力,那么PID条就会失败!

2、所以有很多实际问题,PID调节无法实现的原因就是系统的根本调节器的能力,或者是开环传输函数的问题!

怪话二王

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发表于:2012-09-06 11:35:14
9楼

 

啥叫“高精度”?,啥叫“稳定”?

 

控温么,得拿能控到波动范围多少℃说事,,,给出具体数值来! ~~~~~~~~~~~~

 

 

 

 

MatLab.XP

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发表于:2012-09-06 12:14:10
10楼
回复内容:
对:刘志斌关于为何已选择了PID控制温度还是无法稳定? 1、温度控制,最大的问题是热量的产生、传递需要时间;2、当温度检测到位时,发热体还在发热,大量的热量还在传递中,很快就又超温了;3、或者当温度到位时,发热体早就停止,热量还在不断损失中,很快温度就又下降了;4、所以恒温控制的核心问题是,热量的产生、传递需要时间,系统检测和调节都存在延迟性,很难做到稳定! 内容的回复:


不用老刘瞎操心!你想的这些问题!人家PID都考虑了!你说的这些问题,说实话很外行!

MatLab.XP

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发表于:2012-09-06 12:21:22
11楼

回复内容:
对:刘志斌关于1、PID控制的核心就是开环调节器的功能是否有能力调节,如果调节器没有这个能力,那么PID条就会失败!2、所以有很多实际问题,PID调节无法实现的原因就是系统的根本调节器的能力,或者是开环传输函数的问题!内容的回复:



PID调节器就是基于闭环调节,没反馈哪里的调节!

hzhpl

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发表于:2012-09-06 12:34:17
12楼
可以考虑下别的算法,比如模糊算法 神经网络等等!!!!

qingdao0532

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发表于:2012-09-08 22:43:31
13楼

宝马老师是希望 获得 稳态精度吗? 对系统响应有要求吗?

 

一般PID控制,我们希望的结果是 “稳” “准” “快”,三个方面互相牵扯,互相影响,根据工艺不同,各有侧重,同时兼顾有难度。

 

不知道台达温控器的 “自整定” 是采用的何种算法?

s7-200的PID调节,有自整定算法,它的算法是这样的:首先系统要进入一个稳定状态,然后强制改变PID输出值,观察反馈值的变化,推算出系统响应特性。如此反复多次,最终确定合适的PID参数。所以必须满足PID自整定的条件,并且在自整定过程中,只能有输出值影响反馈值,其他因素不能影响反馈值,否则s7-200 给出的 自整定 PID参数不是最佳的。

 

西门子客服曾经说:自整定是锦上添花的功能,他可以根据客户对响应的要求,整定出“比较”佳的参数,但是进行自整定之前,需要先让PID进入稳定状态(先根据经验手动给定PID值),而且要避免其他因素的干扰。

 

PID控制不是万能的!

温控系统常用PID控制,温度响应滞后是温控系统的普遍特点。合适的PID参数可以实现高精度的稳态控制,也可以在温差突变时,是输出值提前变化,也就是预测变化趋势,尽快的使反馈值接近目标值。但是响应滞后是系统的固有特征,PID只能是尽力而为。

 

个人认为:温控PID的难点在于:

1.温度变化范围内,系统响应不是均匀的,比如高温时,系统散热快,加热导致的温升较慢。低温时,系统散热慢,加热导致的温升较快。 只用一套PID参数,难以两头兼顾。

 

2.在温度目标值附近,因为有保温层等原因,系统散热慢,温度下降很慢,另一方面,因为加热器功率足够大,系统加热快,温度上升很快。只用一套PID参数,难以在温度过高和过低时同时兼顾。

 

解决办法:

1.有的温控表可以 分区段使用不同的PID参数,扩大PID的使用范围。

2.必须时增加单独制冷措施,或者根据误差的正负,分别使用两套PID参数。

 

 

 

 

 

 

qingdao0532

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发表于:2012-09-08 22:45:42
14楼
引用 刘志斌 的回复内容:1、举一个供热系统管路恒压补水的问题的例子;2、如果补水泵的能力最大是5方/秒;3、当系统失水压力下降时,失水量小于5方/秒时,可以PID恒压控制;4、当系统失水压力下降时,是水量大于5方/秒时,就不能达到PID恒压控制,压力就会下跌;



一句话:“加热器功率过小”!选型失误! 不该PID调节的事!!!

qingdao0532

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发表于:2012-09-08 22:53:28
15楼

引用 刘志斌 的回复内容:5、靠PID参数的调整,是不可能的,用传输函数的观点说输入与输出不是瞬时关系,响应迟钝!



靠PID参数的调整是非常有可能的!


响应滞后是难免的,PID是尽力而为,尽快使反馈值接近目标值。

 

合适的PID既有稳态精度,又有动态速度。 微分功能 可以观测 误差变化趋势,从而控制输出值,时间上提前变化,数量上超过(正常量),从而尽可能控制温差。

qingdao0532

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发表于:2012-09-08 22:59:00
16楼

引用 刘志斌 的回复内容:为何已选择了PID控制温度还是无法稳定? 1、温度控制,最大的问题是热量的产生、传递需要时间;2、当温度检测到位时,发热体还在发热,大量的热量还在传递中,很快就又超温了;3、或者当温度到位时,发热体早就停止,热量还在不断损失中,很快温度就又下降了;4、所以恒温控制的核心问题是,热量的产生、传递需要时间,系统检测和调节都存在延迟性,很难做到稳定! 




PID调节一般都是模拟量 连续值的输出,即使用开关量,也是占空比的控制。所以实际情况是:温度差很多时,满负荷加热,温度差不多时,小负荷加热。

 

要求系统响应速度快时,温度过冲可能难以避免,但是也不是你说的“当温度检测到位时,发热体还在发热,大量的热量还在传递中,很快就又超温了”。

 

 

qingdao0532

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发表于:2012-09-08 23:08:20
17楼

引用 刘志斌 的回复内容:引用 李纯绪 的回复内容:回复内容:对:刘志斌关于5、靠PID参数的调整,是不可能的,用传输函数的观点说输入与输出不是瞬时关系,响应迟钝! 内容的回复:PID设置就是解决这个问题。正确设置就会使系统高精度、稳定的工作。 1、这样说,如果没有热传导的时间,认为检测温度就是物体整体的静态平衡温度;2、这样说,对发热源可以控制到需要多少热量就发多少热量;3、有了1、2两条,那温度的PID控制就可以实现恒温控制;4、如果你做不到1、2两条,PID 的调整是无用的;




1.不予置评

2.加热器完全可控,通电马上发热,断电马上没有能量输入了。

3.没有你的1.2两条,恒温控制仍然可以实现。

4.错

 

PID的应用并不要求“立即响应”,响应滞后是普遍存在的,都在应用PID,未见“无用”。

怪话二王

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发表于:2012-09-09 08:20:04
18楼

 

“西门子客服曾经说:自整定是锦上添花的功能,他可以根据客户对响应的要求,整定出“比较”佳的参数,但是进行自整定之前,需要先让PID进入稳定状态(先根据经验手动给定PID值),而且要避免其他因素的干扰。”

 

 

系统都稳定鸟,还要他西门皮客服,整定个锤子鸟~~~~~~~~这厮不是锦上添花,是画蛇添足胡球整呢

 

 

qingdao0532

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发表于:2012-09-09 08:25:36
19楼

引用 怪话二王 的回复内容: “西门子客服曾经说:自整定是锦上添花的功能,他可以根据客户对响应的要求,整定出“比较”佳的参数,但是进行自整定之前,需要先让PID进入稳定状态(先根据经验手动给定PID值),而且要避免其他因素的干扰。” ? 系统都稳定鸟,还要他西门皮客服,整定个锤子鸟~~~~~~~~这厮不是锦上添花,是画蛇添足胡球整呢  




这个稳定状态 可以是误差比较大的状态,比如说 只用P参数,而且比例较小时,系统很容易稳定。然后再用“自整定”找出最佳参数。

 

 

jiaoanpeng——王者之师

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发表于:2012-09-09 09:19:50
20楼

PID调节器的自动调整功能只有在工艺系统稳定的时候才有用,如果系统处于较大的波动状态那么即使自整定也是白搭的事情,同一个PID参数设置在不同的状况下的控制质量是不一样的,所以怎样维持工艺稳定是工艺人员首要完成的工作。

自整定功能只有在系统初次使用时特别是大系统的全部同时投用时才有优势,因为几十上百个PID控制器要想在最短的时间内设定好合适的参数是不可能的,所以这个时候就使用这种功能,使系统先开起车来,对于以后的PID参数的微调需要人工来修改。

偶厂加热炉的温度控制在工艺稳定时控制质量能够维持在上下一度范围内,而同一个参数在不同状况下比如常压塔出料不稳时其幅度能够达到上下十几度,这个时候调整PID参数没有任何意义。


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