PID讲解理论.pptx
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1、PID控制器由比例单元(控制器由比例单元(P)、积分单元(、积分单元(I)和微分)和微分单元(单元(D)组成。)组成。比例(比例(P P)调节作用:是按比例反应系统的偏差,系)调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少 偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。PID控制简介控制简介 积分积分(I)调节作用:是使系统消除稳态误差,提高调节作用:是
2、使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反之越小,积分作用就越强。反之Ti大则大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节调节器或器或PID调节器调节器 微分微分(D)调节作用:微分作用反映系统偏差信号的
3、调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。此外,间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。微分作用不能单独使用。出为零。微分作用不能单独使用。
4、PID实际应用参数调节实际应用参数调节PID参数的整定参数的整定:1、可以在软件中进行自动整定;可以在软件中进行自动整定;2、自动整定的自动整定的PID参数可能对于系统来说不是最好的,就需要手动参数可能对于系统来说不是最好的,就需要手动凭经验来进行整定。凭经验来进行整定。PID参数设置的大小,一方面是要根据控制对象的具体情况而定;参数设置的大小,一方面是要根据控制对象的具体情况而定;另一方面是经验。另一方面是经验。P在实际应用中在实际应用中是解决幅值震荡,是解决幅值震荡,P放放大时,系统动作灵敏,速度大时,系统动作灵敏,速度快,稳态误差小,但快,稳态误差小,但P太大时,幅值震荡的幅度大,震荡频
5、率小,震太大时,幅值震荡的幅度大,震荡频率小,震荡次数增加,系统达到稳定时间变长。如果荡次数增加,系统达到稳定时间变长。如果P太小,会反复震荡,永太小,会反复震荡,永远也达不到设定要求远也达不到设定要求。I是解决动作响应的速度快慢的,可消除系统稳态误差,是解决动作响应的速度快慢的,可消除系统稳态误差,I变变大时大时响应速度变慢,反之则快;响应速度变慢,反之则快;D是消除静态误差的,提高系统动态特性,(减少超调量和反应是消除静态误差的,提高系统动态特性,(减少超调量和反应时间),一般时间),一般D设置都比较小,而且对系统影响比较小。设置都比较小,而且对系统影响比较小。PID控制器参数的工程整定控
6、制器参数的工程整定,各种调节系统中各种调节系统中P.I.D参数经参数经验数据以下可参照:验数据以下可参照:温度温度TIC:P=2060%,I=180600s,D=3-180s;压力压力PIC:P=3070%,I=24180s;液位液位LIC:P=2080%,I=60300s;流量流量FIC:P=40100%,I=660s。这里介绍一种经验法。这种方法实质上是一种试凑法,这里介绍一种经验法。这种方法实质上是一种试凑法,它是在生产实践中总结出来的行之有效的方法,并在现场它是在生产实践中总结出来的行之有效的方法,并在现场中得到了广泛的应用。中得到了广泛的应用。这种方法的基本程序是先根据运行经验,确定
7、一组调这种方法的基本程序是先根据运行经验,确定一组调节器参数,并将系统投入闭环运行,然后人为地加入阶跃节器参数,并将系统投入闭环运行,然后人为地加入阶跃扰动(如改变调节器的给定值),观察被调量或调节器输扰动(如改变调节器的给定值),观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意,则根据各整出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意,则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验,定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验,直到满意为止。直到满意为止。经验法简单可靠,但需要有一定现场运行经验,整经验法简单可靠,但需要有一定现场运行经验,整定时易带有主观片面性。当采用
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