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智能PID调节器三大元素的调节作用
点击次数:966 发布时间:2016-02-26
   智能PID调节器,比较明显的特征是PID调节,是指什么呢?P是指比例,I是指积分,D是指微分。本文就主要来看看智能PID调节器这三个元素的条件作用。

  在实际值与目标值差距较大的条件下,智能PID调节器PID的调节主要是P调节,在实际值与目标值比较接近的稳态情况下,以I调节为主,当系统有扰动因素时,D调节就起作用。在PID调节中,比例作用是依据偏差的大小来动作的,在调节阀系统中起着稳定被调参数的作用;积分作用是依据偏差是否存在来动作的,在系统中起着消除余差的作用;微分作用是依据偏差变化速度来动作的,在系统中起着超前调节的作用。

  1.比例调节规律的作用

  偏差一出现就能及时调节,但调节作用同偏差量是成比例的,调节终了会产生静态偏差(简称静差)。Kp增大有利于减小静差,但Kp增加太大,将导致系统超调增加,稳定性变坏,甚至使系统产生振荡。

  2.积分调节规律的作用

  只要有偏差,就有调节作用,直到偏差为零,因此它能消除偏差。但积分作用过强,又会使调节作用过强,引起被调参数超调,甚至产生振荡。

  3.微分调节规律的作用

  根据偏差的变化速度进行调节,因此能提前给出较大的调节作用,大大减小了系统的动态偏差量及调节过程时间。但微分作用过强,又会使调节作用过强,引起系统超调和振荡。(另一种表达方式:微分系数的作用是加快系统的响应,对偏差量的变化做出响应,按偏差量趋向进行控制,把偏差消灭在萌芽状态之中,使超调小,稳定性增加,但对扰动的抑制能力减弱。)

  智能PID调节器这三种调节规律的调整原则是:就每一种调节规律而言,在满足生产要求的情况下,比例作用应强一些,积分作用应强一些,微分作用也应强一些。当同时采用这三种调节规律时,三种调节作用都应适当减弱,且微分时间一般取积分时间的1/4~1/3。

  智能PID调节器的调试步骤

  1.确定比例增益P:确定比例增益P时,首先去掉PID的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0(具体见PID的参数设定说明),使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的zui大值的60%~70%,由0逐渐加大比例增益P,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例增益P逐渐减小,直至系统振荡消失,记录此时的比例增益P,设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。

  2.确定积分时间常数Ti:比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间常数Ti的初值,然后逐渐减小Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大Ti,直至系统振荡消失。记录此时的Ti,设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti调试完成。

  3.确定积分时间常数Td:积分时间常数Td一般不用设定,为0即可。若要设定,与确定 P和Ti的方法相同,取不振荡时的30%。

  4.系统空载、带载联调,再对PID参数进行微调,直至满足要求。

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