1 试凑法
采样周期的选择,要根据所设计的系统的具体情况,用试凑的方法,在试凑过程中根据各种合理的建议来预选采样周期,多次试凑,选择性能较好的一个作为最后的采样周期。早整定参数时必须要认真的观察系统的相应情况,根据系统的响应情况来调整参数。在调节参数时应该知道各种参数调节的特点,才能有的放矢;
• 比例调节作用特点:调节作用快,系统一出现偏差,调节器立即将偏差放大输出;
• 积分调节作用特点:积分调节作用的输出变化与输入偏差的积分成正比,积分调节作用的输出不仅取决于偏差的大小,还取决于偏差存在的时间,只要有偏差存在, 尽管偏差可能很小,但它存在的时间越长,输出信号就越大,只有消除偏差,输出才停止变化;
• 微分调节作用特点:微分调节的输出是与被调量的变化率成正比,微分调节越大,越能提前响应,但是也会将不必要的偏差放大;
1. 先是比例(P),再积分(I),最后是微分(D)
2. 调试时,将PID 参数置于影响最小的位置,即P 最大,I 最大,D 最小;
3. 按纯比例系统整定比例度,使其得到比较理想的调节过程曲线,然后再把比例度放大1.2倍左右,将积分时间从大到小改变,使其得到较好的调节过程曲线;
4. 最后在这个积分时间下重新改变比例度,再看调节过程曲线有无改善;
5. 如有改善,可将原整定的比例度减少,改变积分时间,这样多次的反复,就可得到合适的比例度和积分时间;
6. 如果在外界的干扰下系统稳定性不好,可把比例度和积分时间适当增加一些,使系统足够稳定;
7. 将整定好的比例度和积分时间适当减小,加入微分作用,以得到超调量最小、调节作用时间最短的调节过程。
2 临界比例法
临界比例法:适用于闭环控制系统里将调节器置于纯比例的作用下,从大到小逐渐改变调节器的比例度,并且得到等幅度的震荡过程就叫做临界比例度;
1. 将调节器的积分置于最大,微分置于0,比例度系数适当即可平衡一段时间,把系统投放到自动运行中。
2. 然后将比例逐渐增大,增大到产生等幅现象,并记录下等幅时的临界比例系数和两个波峰的时间间隔。
3. 根据记下的比例系数和周期,采用经验公式,计算调节器的参数。
3 一般调节法
这种方法针对一般的PID 控制系统所以称之为一般调节法;其中Kp 是加快系统响应速度,提高系统的调节精度;Ki 用于消除稳态误差;Kd 改善系统的稳态性能。
a. 在输出不振荡时,增大比例增益P。
b. 在输出不振荡时,减小积分时间常数Ti。
c. 在输出不振荡时,增大微分时间常数Td。
(它们三个任何谁过大都会造成系统的震荡。)
一般步骤为:
a.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最大值的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。
b.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。
c.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%。
d.系统空载、带载联调,再对PID 参数进行微调,直至满足要求:理想时间两个波,前高后低4比1。