系统理解PID控制 什么是pid( 三 )


(1)首先,预先选择一个足够短的采样周期,使系统工作;
(2)只参加比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,然后记下比例放大系数和临界振荡周期;
(3)在一定的掌握程度下,通过公式计算PID控制器的参数 。
PID参数的设定:依靠经验和对技术的熟悉程度,参考测量值跟踪和设定值的曲线,来调整P,I,d的大小 。
常用公式:
设置参数找到更好的,从小到大检查;
先求比例积分,最后加微分;
曲线振荡频繁,比例带盘要放大;
曲线围绕大湾浮动,比例带盘向小盘弯曲;
曲线偏离缓慢,积分时间减少;
曲线波动周期长,积分时间较长;
之一步,掌握设定比例
将比例控制功能由小变大,检查每个响应,直到得到一条响应快、超调小的响应曲线 。
第二步,积分环节 。
如果比例控制下稳态误差不能满足要求,就需要参与积分控制 。首先将上一步选择的红豆博客的比例系数降低到原来的50 ~ 80%,然后将积分时间设置为较大的值,观察响应曲线 。然后减少积分时间,增加积分函数,相应调整比例系数,反复尝试得到满意的响应,并肯定比例和积分参数 。
第三步,设置差分链接 。
如果经过以上步骤,PI主控只能清除稳态误差,而动态过程不尽如人意,就要参加微分主控,形成PID主控 。设置微分时间TD=0,逐渐增加TD,同时相应改变比例系数和积分时间,反复尝试,直到得到满意的掌握结果和PID掌握参数 。
PID的15个基本概念
没有金刚钻,没有瓷器 。为了能够控制和应用PID,我们非常有必要学习基本概念来武装自己 。有些概念会搭配实际项目中常用的表达方式,以“real:”开头 。
1调谐量:反映调谐对象实际波动的量 。调整后的数量经常变化 。
实际:常用的反馈值,如yout(t) 。
2设定值:PID调节器的设定值是人在等待被调节量时需要达到的值 。设定值可以是固定的,也可以是变化的 。
现实:人为设定,常用rin(t)表示 。
3掌握输出:PID调节器根据被调节量的变化情况计算后发出的使外部性能结构按其要求动作的指令,即所有调节器的输出 。请注意yout(t)和规定数量之间的差异 。这两个概念完全不同,人们经常混淆 。
Real:你经常看到的公式“u(t)= KP[e(t)+1/ti∫e(t)dt+TD * de(t)/dt”中的U(t) 。
4输入偏差:输入偏差时调整量与设定值之差 。
Real: error(t)=rin(t)-yout(t) 。
5(比例):P是比例作用,简单来说就是输入偏差乘以一个系数 。
现实:比如kp和KP都一样 。
I(积分):I是积分,简单来说就是对输入偏差进行积分 。
现实:如ki 。
d(积分):D就是微分,简单来说就是对输入偏差进行微分 。
现实:比如kd 。
8 PID的基本公式:一般来说,PID调节器的参数设定过程是先将系统调整到纯比例作用,逐渐加强比例作用使系统等幅振荡,记录比例作用和振荡周期,然后将这个比例作用乘以0.6,积分作用适当延长 。
KP = 0.6 *公里
KD= KP*/4或KD= KP*tu/8
KI= KP*/或KI= 2KP/tu
KP:比例控制参数;
【系统理解PID控制 什么是pid】KD:积分主参数;
KI:微分主参数;
Km:系统开始振荡时的比例值,通常称为临界比例值;
:等幅振荡的频率,tu为振荡周期 。这里Tu =2,不是tu=1 。学过傅里叶和拉普拉斯变换的同学应该知道这是为什么,这里不做深入讨论 。
9单回路:单回路是只有一个PID的调节系统 。
10级联:一个PID不够 。串级就是将两个PID串联起来,形成串级调节系统,也叫双环调节系统 。在串级调节系统中,PID调节器可分为主调和辅助调节 。
在串级调节系统中,调节被调节量的PID称为主调,其输出直接指向执行器的PID称为辅调 。主音的主输出进入辅音,作为辅音的设定值 。主调门选用单回路PID调节器,辅调门选用外部给定调节器 。
11积极效果
对于PID调节器来说,掌握输出的效果随着被调节量的增大而增大,随着被调节量的减小而减小,称为PID正效果 。
12负面影响
对于PID调节器来说,掌握输出随被调节量的增加而减少,随被调节量的减少而增加的效果称为PID负效应 。
13动态偏差
在调节过程中,被调节量与设定值之间的偏差是随时变化的,两者在任意时刻的偏差称为动态偏差 。
14静态偏差
调整趋于稳定后,调整量与设定值的偏差为静态偏差 。PID调节器的积分功能实现了清晰的静态偏差 。