PID控制器反饋電路并不復(fù)雜，大佬教你如何調(diào)試PID控制器

PID控制器將是下述內(nèi)容的主要介紹對象，通過這篇文章，小編希望大家可以對PID控制器的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、PID控制器反饋回路

一個(gè)PID控制回路包括三個(gè)部分，下面我們來詳細(xì)看一看。

系統(tǒng)的傳感器得到的測量結(jié)果 控制器作出決定通過一個(gè)輸出設(shè)備來作出反應(yīng)控制器從傳感器得到測量結(jié)果，然后用需求結(jié)果減去測量結(jié)果來得到誤差。然后用誤差來計(jì)算出一個(gè)對系統(tǒng)的糾正值來作為輸入結(jié)果，這樣系統(tǒng)就可以從它的輸出結(jié)果中消除誤差。

在一個(gè)PID回路中，這個(gè)糾正值有三種算法，消除誤差，平均過去的誤差，和透過誤差的改變來預(yù)測將來的誤差。

比如說，假如一個(gè)水箱在為一個(gè)植物提供水，這個(gè)水箱的水需要保持在一定的高度。一個(gè)傳感器就會用來檢查水箱里水的高度，這樣就得到了測量結(jié)果?？刂破鲿幸粋€(gè)固定的用戶輸入值來表示水箱需要的水面高度，假設(shè)這個(gè)值是保持65%的水量。控制器的輸出設(shè)備會連在一個(gè)馬達(dá)控制的水閥門上。打開閥門就會給水箱注水，關(guān)上閥門就會讓水箱里的水量下降。這個(gè)閥門的控制信號就是我們控制的變量，它也是這個(gè)系統(tǒng)的輸入來保持這個(gè)水箱水量的固定。

PID控制器可以用來控制任何可以被測量的并且可以被控制的變量。比如，它可以用來控制溫度，壓強(qiáng)，流量，化學(xué)成分，速度等等。汽車上的巡航定速功能就是一個(gè)例子。

一些控制系統(tǒng)把數(shù)個(gè)PID控制器串聯(lián)起來，或是鏈成網(wǎng)絡(luò)。這樣的話，一個(gè)主控制器可能會為其他控制輸出結(jié)果。一個(gè)常見的例子是馬達(dá)的控制。我們會常常需要馬達(dá)有一個(gè)控制的速度并且停在一個(gè)確定的位置。這樣呢，一個(gè)子控制器來管理速度，但是這個(gè)子控制器的速度是由控制馬達(dá)位置的主控制器來管理的。

連合和串聯(lián)控制在化學(xué)過程控制系統(tǒng)中是很常見的。

二、PID控制器調(diào)試方法

通過上面的介紹，想必大家對PID控制器的反饋電路已經(jīng)具備了一定的認(rèn)識。在這部分，小編將對PID控制器的調(diào)試方法予以介紹。

(一)比例系數(shù)的調(diào)節(jié)

比例系數(shù)P的調(diào)節(jié)范圍一般是：0.1--100.

如果增益值取 0.1，PID 調(diào)節(jié)器輸出變化為十分之一的偏差值。如果增益值取 100， PID 調(diào)節(jié)器輸出變化為一百倍的偏差值。

可見該值越大，比例產(chǎn)生的增益作用越大。初調(diào)時(shí)，選小一些，然后慢慢調(diào)大，直到系統(tǒng)波動足夠小，再調(diào)節(jié)積分或微分系數(shù)。過大的P值會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，持續(xù)振蕩;過小的P值又會使系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍。合適的值應(yīng)該使系統(tǒng)有足夠的靈敏度但又不會反應(yīng)過于靈敏，一定時(shí)間的遲緩要靠積分時(shí)間來調(diào)節(jié)。

(二)積分系數(shù)的調(diào)節(jié)

積分時(shí)間常數(shù)的定義是，偏差引起輸出增長的時(shí)間。積分時(shí)間設(shè)為 1秒，則輸出變化 100%所需時(shí)間為 1 秒。初調(diào)時(shí)要把積分時(shí)間設(shè)置長些，然后慢慢調(diào)小直到系統(tǒng)穩(wěn)定為止。

(三)微分系數(shù)的調(diào)節(jié)

微分值是偏差值的變化率。例如，如果輸入偏差值線性變化，則在調(diào)節(jié)器輸出側(cè)疊加一個(gè)恒定的調(diào)節(jié)量。大部分控制系統(tǒng)不需要調(diào)節(jié)微分時(shí)間。因?yàn)橹挥袝r(shí)間滯后的系統(tǒng)才需要附加這個(gè)參數(shù)。如果畫蛇添足加上這個(gè)參數(shù)反而會使系統(tǒng)的控制受到影響。如果通過比例、積分參數(shù)的調(diào)節(jié)還是收不到理想的控制要求，就可以調(diào)節(jié)微分時(shí)間。初調(diào)時(shí)把這個(gè)系數(shù)設(shè)小，然后慢慢調(diào)大，直到系統(tǒng)穩(wěn)定。

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