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如何优化PID参数调节?

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:PID参数在调节时,实质上就是比例、积分和微分组合及具体参数数值的选择。2)系统不允许存在静态误差,此时应选择PI控制器。3)对于加热等纯滞后对象,应增加一个超前环节(微分D),此时选择PID控制器。微分项整定时,先将微分时间调整为0,然后逐渐增加,注意观察响应曲线的形状及PID控制器的输出。理想的调节效果是:在响应曲线接近设定值时,PID控制器的输出信号应该为零。

如何优化PID参数调节?

PID参数在调节时,实质上就是比例(P)、积分(I)和微分(D)组合及具体参数数值的选择。一般可组合为纯比例(P)、比例积分(PI)、比例微分(PD)和比例积分微分(PID),积分和微分不能单独使用。

在对控制器结构进行选择时,可以考虑以下几方面的因素:

1)系统要求快速跟踪,允许有一定的静态误差时,此时选择P控制器即可。

2)系统不允许存在静态误差,此时应选择PI控制器。

3)对于加热等纯滞后对象,应增加一个超前环节(微分D),此时选择PID控制器。

对于比例(P)参数具体数值的选择,可考虑以下因素:(www.xing528.com)

PID控制系统的响应曲线一般是一个二阶振荡环节,如果响应曲线还没有达到设定值就出现振荡现象(即没有超调),说明比例项(P)的数值太小;如果曲线出现较大超调,类似于振荡现象的发生,说明比例项数值过大。

对于积分(I)参数具体数值的选择,可考虑以下因素:

积分数值越小,积分作用越强。因此,在整定时,先将积分数值设定为一个比较大的数据,然后将已经整定好的比例系数略为缩小,再减小积分时间,使得系统在保持良好动态性能的情况下,静态误差得以消除。当系统也出现了超调,但消除误差的时间太长(二阶振荡曲线在给定值附近的振荡频率过小),此时说明积分作用还不够,应继续减小积分时间。在调整过程中,根据系统的响应曲线反复改变比例系数和积分时间,直到得到满意的整定参数。

对于微分(D)参数具体数值的选择,可考虑以下因素:

微分环节具有很强的超前性,除非被控对象具有明显的纯滞后现象发生,否则不需要使用微分项。微分项整定时,先将微分时间调整为0,然后逐渐增加,注意观察响应曲线的形状及PID控制器的输出。理想的调节效果是:在响应曲线接近设定值时,PID控制器的输出信号应该为零。此时误差虽然还存在,但是由于系统的滞后效应,被控变量会跟踪到设定值。

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