在PID调试中比较常用的一种方法是临界比例度法,它的过程如下: 1.被控系统稳定后,把控制器的积分时间放到最大,微分时间放到零。
2.通过外界干扰或使控制器设定值作一阶跃变化,观察由此而引起的测量值振荡。
3.从大到小的,逐步把控制器的比例度减小,看测量值振荡的变化是发散的还是衰减的?如是衰减的则应把比例度继续减小;如是发散的则应把比例度放大。
4.连续重复2、3步,直至测量值按恒定幅度和周期发生振荡,即持续4--5次等幅振荡为止。此时的比例度示值就是临界比例度PB。然后根据临界振荡公式进行PID计算。
一个“纯粹”的线性系统是很难出现稳定的等幅震荡的。实际的系统由于有各种非线性,例如PID控制器的饱和非线性(对输出的限幅作用),不难观察到等幅震荡。这种震荡一般是在设定值上下的等幅振荡。很多书上都有临界比例度法,用来确定PID的初始参数。但有的系统不允许临界振荡,临界振荡的幅度可能较大,也可能变为振幅越来越大的发散振荡,因此这个方法对某些系统有一定的危险性。
我们一般可以用下面的方法来调试闭环:首先选用PI控制器,初始参数尽量取得保守些(比例系数尽量小、积分时间尽量大),以防止初次运行时出现大的超调量或系统不稳定。然后根据阶跃响应的特征调节控制器参数。
如果阶跃响应的超调量太大,应减小控制器的比例系数、增大积分时间。
如果阶跃响应没有超调量,但是被控量上升过于缓慢,过渡过程时间太长,应按相反的方向调整参数。