请教pid调节的几个概念 点击：2961 | 回复：18
发表于：2007-05-12 19:17:00
1楼
1.p参数太大时,系统发散失控，产生震荡，可能是以理想值为中心的来回变动，也可能完全发散。
2.谁说的？！在什么条件下？似乎有悖于常理。
3.“曲线漂浮绕大弯”是什么意思？指严重超调后又能回到稳态目标？如果是超调，是该减小增益值，并（或）适当加大阻尼。
4.“曲线偏离恢复慢”，也不完全明白你的意思！是不是系统阻尼过大，上升太慢，此时[color=#FF0000]减小积分增益（加大积分时间常数）[/color]，是可以减小系统阻尼，加快上升时间。
5.应该是，系统超调严重，但还不足以发散，说明系统阻尼不足，[color=#FF0000]加大积分增益（减小积分时间常数）[/color]，增大系统阻尼。
2.谁说的？！在什么条件下？似乎有悖于常理。
3.“曲线漂浮绕大弯”是什么意思？指严重超调后又能回到稳态目标？如果是超调，是该减小增益值，并（或）适当加大阻尼。
4.“曲线偏离恢复慢”，也不完全明白你的意思！是不是系统阻尼过大，上升太慢，此时[color=#FF0000]减小积分增益（加大积分时间常数）[/color]，是可以减小系统阻尼，加快上升时间。
5.应该是，系统超调严重，但还不足以发散，说明系统阻尼不足，[color=#FF0000]加大积分增益（减小积分时间常数）[/color]，增大系统阻尼。
发表于：2007-05-13 10:14:00
3楼
首先，本人只是一个版主，远非大师。
“pid参数调节口决上说的:1,曲线震荡很频繁,比例度盘要放大”，按常理考虑，震荡频繁，多为增益过高，所以应该减小增益。至于“比例度盘要放大”的提法不是很理解。
“书上说随时间的增大,积分项增大,用以增大输出,消除静态误差,使误差为零,达到理想输出”与“[color=#FF0000]加大积分增益（减小积分时间常数）[/color]就是增大系统阻尼,以减小曲线的波动”并不矛盾，这是积分环节所起作用的两个不同表现。
一方面，纯比例环节属于有差调节，因而稳态系统输出与目标会存在一个静差，而通过积分作用，可以弥补静差，实现无静差的稳态输出。
另一方面，就PID调节的传递函数而言，[color=#FF0000]增加积分增益（减小积分时间常数）[/color]，就相当于增大系统阻尼，可以部分起到抑制系统超调和震荡的作用，不过一般应配合增益的调整来具体实施。
“pid参数调节口决上说的:1,曲线震荡很频繁,比例度盘要放大”，按常理考虑，震荡频繁，多为增益过高，所以应该减小增益。至于“比例度盘要放大”的提法不是很理解。
“书上说随时间的增大,积分项增大,用以增大输出,消除静态误差,使误差为零,达到理想输出”与“[color=#FF0000]加大积分增益（减小积分时间常数）[/color]就是增大系统阻尼,以减小曲线的波动”并不矛盾，这是积分环节所起作用的两个不同表现。
一方面，纯比例环节属于有差调节，因而稳态系统输出与目标会存在一个静差，而通过积分作用，可以弥补静差，实现无静差的稳态输出。
另一方面，就PID调节的传递函数而言，[color=#FF0000]增加积分增益（减小积分时间常数）[/color]，就相当于增大系统阻尼，可以部分起到抑制系统超调和震荡的作用，不过一般应配合增益的调整来具体实施。
发表于：2007-05-14 10:18:00
9楼
To“蓝夜”：“书上说随时间的增大,积分项增大,用以增大输出,消除静态误差,使误差为零,达到理想输出”——在此，积分项的意义是指积分累计值，即积分增益与累计误差的积。
“使用积分项会较[color=#FF0000]（减）[/color]少稳态误差、减小系统带宽、减少超调量但是为[color=#FF0000]（会）[/color]增大上升时间”——这句话中的积分项更多的是指其中的积分增益对系统特性的影响，如：“减少稳态误差、减小系统带宽、减少超调量、增大上升时间等等，其中后三者是相辅相成的。
To “多思”：积分项系数，也就是有些地方称为积分增益的Ki＝T/Ti（有的写法还会把比例增益揉进去），其中T为调节周期，Ti为积分时间常数。其实在此，有必要适当区分“积分项”与“积分增益（系数）”，“积分时间”与“积分时间常数”的关系。
“使用积分项会较[color=#FF0000]（减）[/color]少稳态误差、减小系统带宽、减少超调量但是为[color=#FF0000]（会）[/color]增大上升时间”——这句话中的积分项更多的是指其中的积分增益对系统特性的影响，如：“减少稳态误差、减小系统带宽、减少超调量、增大上升时间等等，其中后三者是相辅相成的。
To “多思”：积分项系数，也就是有些地方称为积分增益的Ki＝T/Ti（有的写法还会把比例增益揉进去），其中T为调节周期，Ti为积分时间常数。其实在此，有必要适当区分“积分项”与“积分增益（系数）”，“积分时间”与“积分时间常数”的关系。
发表于：2007-05-14 12:06:00
10楼
为了彻底搞清楚这些关系，可能还要麻烦两位斑竹和其它高手几个问题？
（一）、“积分时间”和“积分时间常数”到底是什么关系？我的理解：
1、积分时间常数：“调节[color=#FF0000]积分时间常数[/color]可以改变积分增益，即增加积分时间常数可以降低积分增益，减少积分时间常数可以增加积分增益”；
2、积分时间：“[color=#FF0000]积分时间[/color]是积分增益起作用的时间，也就是说积分时间越长[color=#FF0000]累计误差[/color]就越大”；
3、总结：就是[color=#FF0000]积分时间常数[/color]影响的积分增益，而[color=#FF0000]积分时间[/color]影响的是累计误差；
请问波恩斑竹以上这些理解是否正确？还是完全理解错误？
（二）、我们平时调节伺服参数时的那个积分时间integral time（单位是ms）是不是就是那个积分时间常数？
（三）、如果第一问题答案是“是积分时间常数”，那么我就有一个疑问，我看了LUST伺服的说明书，其中有一段说：“The driver controller will be stiffer and have more dynamic, with lager gain(比例增益)，lower integral time(积分时间)”从这句话中看出减小积分时间常数（如果第一个问题答案是肯定的）是可以提高系统的刚性（或是响应），但是上面波恩斑竹说：“加大积分增益（减小积分时间常数），增大系统阻尼”，增大积分增益（减小积分时间常数）是会提高系统的上升时间的（我的理解是：“提高系统上升时间就是降低了系统的响应”），这两句话似乎感觉矛盾了，我想请两位斑竹和其它高手帮忙解释和理解！谢谢！
（一）、“积分时间”和“积分时间常数”到底是什么关系？我的理解：
1、积分时间常数：“调节[color=#FF0000]积分时间常数[/color]可以改变积分增益，即增加积分时间常数可以降低积分增益，减少积分时间常数可以增加积分增益”；
2、积分时间：“[color=#FF0000]积分时间[/color]是积分增益起作用的时间，也就是说积分时间越长[color=#FF0000]累计误差[/color]就越大”；
3、总结：就是[color=#FF0000]积分时间常数[/color]影响的积分增益，而[color=#FF0000]积分时间[/color]影响的是累计误差；
请问波恩斑竹以上这些理解是否正确？还是完全理解错误？
（二）、我们平时调节伺服参数时的那个积分时间integral time（单位是ms）是不是就是那个积分时间常数？
（三）、如果第一问题答案是“是积分时间常数”，那么我就有一个疑问，我看了LUST伺服的说明书，其中有一段说：“The driver controller will be stiffer and have more dynamic, with lager gain(比例增益)，lower integral time(积分时间)”从这句话中看出减小积分时间常数（如果第一个问题答案是肯定的）是可以提高系统的刚性（或是响应），但是上面波恩斑竹说：“加大积分增益（减小积分时间常数），增大系统阻尼”，增大积分增益（减小积分时间常数）是会提高系统的上升时间的（我的理解是：“提高系统上升时间就是降低了系统的响应”），这两句话似乎感觉矛盾了，我想请两位斑竹和其它高手帮忙解释和理解！谢谢！
发表于：2007-05-14 13:09:00
11楼
（一）、理解基本无误，不过“积分时间越长累计误差就越大”的提法不够严谨，应该表述为：积分时间越长积分项可能越大，对于PID调节而言，如果系统中恰好没有累计误差，则积分时间再长，积分项也是不变化的，比如无静差的稳态过程。
（二）、是这样，各家的描述会有所区别，甚至造成概念混淆，所以只要知道，对于控制模型和参数而言，积分时间可以等同于积分时间常数；而对于控制过程而言，积分时间就是积分作用之间。所以需要区分概念，但也不要为概念所困。有时确实不容易做到。
（三）、对于这句话的含义表示疑虑。提高比例增益，无疑有助于系统刚性和动态特性的提高，但是减小积分时间（常数）从大趋势上显然会降低系统的动态特性，至于会不会在一定的范围内部分起到增加系统刚性的作用，不是十分明确。比如纯比例系统，增益高到一定阶段，系统容易失稳，此时如果适当添加积分作用，可以起到增加算法阻尼，提高系统稳定域的作用，那么也就从另一个侧面间接起到了增加系统刚度和动态特性的作用。
关于这一的具体作用，希望大家，尤其是PID高手参与补充或指正。
（二）、是这样，各家的描述会有所区别，甚至造成概念混淆，所以只要知道，对于控制模型和参数而言，积分时间可以等同于积分时间常数；而对于控制过程而言，积分时间就是积分作用之间。所以需要区分概念，但也不要为概念所困。有时确实不容易做到。
（三）、对于这句话的含义表示疑虑。提高比例增益，无疑有助于系统刚性和动态特性的提高，但是减小积分时间（常数）从大趋势上显然会降低系统的动态特性，至于会不会在一定的范围内部分起到增加系统刚性的作用，不是十分明确。比如纯比例系统，增益高到一定阶段，系统容易失稳，此时如果适当添加积分作用，可以起到增加算法阻尼，提高系统稳定域的作用，那么也就从另一个侧面间接起到了增加系统刚度和动态特性的作用。
关于这一的具体作用，希望大家，尤其是PID高手参与补充或指正。
发表于：2007-05-14 19:03:00
12楼
我后来看了一下“模拟电路”的积分电路,我的理解：
1、系统加入积分电路（或说是加入积分项），会增加系统的阻尼；
2、增加积分时间常数会减少积分增益，减少积分时间常数会增大积分增益；
我对上面两条感觉很好理解，关键是第三条的理解。
3、如果单独把积分项看成一个系统，积分项的输出是积分增益与累计误差的积，那么同样的累计误差，积分增益越大（积分时间常数越小）则这个系统（积分项）就响应越快，积分增益越小（积分时间常数越大）则积分项响应越慢。
所以我理解如果把积分项看成一个系统的一部分时，只要加入积分就可以增加系统阻尼，增加系统稳态误差，降低系统的响应。但是积分项本身还有个响应快慢的问题，而积分项本身的响应速度就象第三条的理解一样。
问一下版主这样理解对不对？
1、系统加入积分电路（或说是加入积分项），会增加系统的阻尼；
2、增加积分时间常数会减少积分增益，减少积分时间常数会增大积分增益；
我对上面两条感觉很好理解，关键是第三条的理解。
3、如果单独把积分项看成一个系统，积分项的输出是积分增益与累计误差的积，那么同样的累计误差，积分增益越大（积分时间常数越小）则这个系统（积分项）就响应越快，积分增益越小（积分时间常数越大）则积分项响应越慢。
所以我理解如果把积分项看成一个系统的一部分时，只要加入积分就可以增加系统阻尼，增加系统稳态误差，降低系统的响应。但是积分项本身还有个响应快慢的问题，而积分项本身的响应速度就象第三条的理解一样。
问一下版主这样理解对不对？
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