如何確定PID控制器初始參數(shù)?PID控制器控制規(guī)律介紹!

控制器" target="_blank">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控制器控制規(guī)律

1.比例(P)控制

單獨(dú)的比例控制也稱“有差控制”，輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例關(guān)系，偏差越大輸出越大。實(shí)際應(yīng)用中，比例度的大小應(yīng)視具體情況而定，比例度太大，控制作用太弱，不利于系統(tǒng)克服擾動，余差太大，控制質(zhì)量差，也沒有什么控制作用;比例度太小，控制作用太強(qiáng)，容易導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，引發(fā)振蕩。

對于反應(yīng)靈敏、放大能力強(qiáng)的被控對象，為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)使比例度稍大些;而對于反應(yīng)遲鈍，放大能力又較弱的被控對象，比例度可選小一些，以提高整個系統(tǒng)的靈敏度，也可以相應(yīng)減小余差。

單純的比例控制適用于擾動不大，滯后較小，負(fù)荷變化小，要求不高，允許有一定余差存在的場合。工業(yè)生產(chǎn)中比例控制規(guī)律使用較為普遍。

2.比例積分(PI)控制

比例控制規(guī)律是基本控制規(guī)律中最基本的、應(yīng)用最普遍的一種，其最大優(yōu)點(diǎn)就是控制及時、迅速。只要有偏差產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用。但是，不能最終消除余差的缺點(diǎn)限制了它的單獨(dú)使用。克服余差的辦法是在比例控制的基礎(chǔ)上加上積分控制作用。

積分控制器的輸出與輸入偏差對時間的積分成正比。這里的“積分”指的是“積累”的意思。積分控制器的輸出不僅與輸入偏差的大小有關(guān)，而且還與偏差存在的時間有關(guān)。只要偏差存在，輸出就會不斷累積(輸出值越來越大或越來越小)，一直到偏差為零，累積才會停止。所以，積分控制可以消除余差。積分控制規(guī)律又稱無差控制規(guī)律。

積分時間的大小表征了積分控制作用的強(qiáng)弱。積分時間越小，控制作用越強(qiáng);反之，控制作用越弱。

積分控制雖然能消除余差，但它存在著控制不及時的缺點(diǎn)。因?yàn)榉e分輸出的累積是漸進(jìn)的，其產(chǎn)生的控制作用總是落后于偏差的變化，不能及時有效地克服干擾的影響，難以使控制系統(tǒng)穩(wěn)定下來。所以，實(shí)用中一般不單獨(dú)使用積分控制，而是和比例控制作用結(jié)合起來，構(gòu)成比例積分控制。這樣取二者之長，互相彌補(bǔ)，既有比例控制作用的迅速及時，又有積分控制作用消除余差的能力。因此，比例積分控制可以實(shí)現(xiàn)較為理想的過程控制。

比例積分控制器是應(yīng)用最為廣泛的一種控制器，多用于工業(yè)生產(chǎn)中液位、壓力、流量等控制系統(tǒng)。由于引入積分作用能消除余差，彌補(bǔ)了純比例控制的缺陷，獲得較好的控制質(zhì)量。但是積分作用的引入，會使系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。對于有較大慣性滯后的控制系統(tǒng)，要盡量避免使用。

二、PID控制器的初始參數(shù)如何確定

如果調(diào)試人員熟悉被控對象，或者有類似的控制系統(tǒng)的資料可供參考，PID控制器的初始參數(shù)是比較容易確定的。反之，控制器的初始參數(shù)的確定是相當(dāng)困難的，隨意確定的初始參數(shù)可能比最后調(diào)試好的參數(shù)相差數(shù)十倍甚至數(shù)百倍。很多書籍介紹了確定PID控制器初始參數(shù)的擴(kuò)充臨界比例度法和擴(kuò)充響應(yīng)曲線法。

第一種方法需要用閉環(huán)比例控制使系統(tǒng)出現(xiàn)等幅震蕩(有的系統(tǒng)不允許這樣做)，第二種方法需要做被控對象的開環(huán)階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)，然后根據(jù)響應(yīng)曲線的特征參數(shù)，查表得到PID控制器的初始參數(shù)。

小編建議采用下面的方法來確定PI控制器的初始參數(shù)。為了保證系統(tǒng)的安全，避免出現(xiàn)系統(tǒng)不穩(wěn)定或超調(diào)量過大的異常情況，在第一次試運(yùn)行時設(shè)置盡量保守的參數(shù)，即比例系數(shù)不要太大，積分時間不要太小，以保證不會出現(xiàn)較大的超調(diào)量。此外還應(yīng)制訂被控量響應(yīng)曲線上升過快、可能出現(xiàn)較大超調(diào)量的緊急處理預(yù)案，例如迅速關(guān)閉系統(tǒng)或馬上切換到手動方式。試運(yùn)行后根據(jù)響應(yīng)曲線的特征和上述調(diào)整PID控制器參數(shù)的規(guī)則，來修改控制器的參數(shù)。

上述所有信息便是小編這次為大家推薦的有關(guān)PID控制器的內(nèi)容，希望大家能夠喜歡，想了解更多有關(guān)它的信息或者其它內(nèi)容，請關(guān)注我們網(wǎng)站哦。