資源描述：
《數(shù)字PID控制算法之一.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第五章數(shù)字PID控制算法 之一楊根科上海交通大學(xué)自動化系2005年9月內(nèi)容提要概述準(zhǔn)連續(xù)PID控制算法對標(biāo)準(zhǔn)PID算法的改進(jìn)PID調(diào)節(jié)器的參數(shù)選擇小結(jié)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇AutomaticandManualControlModesAutomaticModeControlleroutput,p(t),dependsone(t),controllerconstants,andtypeofcontrollerused.(PIvs.PIDetc.)ManualModeControlleroutput,p(
2、t),isadjustedmanually.ManualModeisveryusefulwhenunusualconditionsexist:plantstart-upplantshut-downemergenciesPercentageofcontrollers"onmanual”??(30%in2001,Honeywellsurvey)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇PID整定的理論方法—通過調(diào)整PID的三個參數(shù)KP、TI、TD，將系統(tǒng)的閉環(huán)特征根分布在s域的左半平面的某一特定域內(nèi)，以保證系統(tǒng)具有足夠的穩(wěn)定裕度并滿足給定的性
3、能指標(biāo)—只有被控對象的數(shù)學(xué)模型足夠精確時，才能把特征根精確地配置在期望的位置上，而大多數(shù)實際系統(tǒng)一般無法得到系統(tǒng)的精確模型，因此理論設(shè)計的極點配置往往與實際系統(tǒng)不能精確匹配PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇（2）試湊法確定PID調(diào)節(jié)參數(shù)◆通過模擬或閉環(huán)運行觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，然后根據(jù)各環(huán)節(jié)參數(shù)對系統(tǒng)響應(yīng)的大致影響，反復(fù)湊試參數(shù)，以達(dá)到滿意的響應(yīng)，從而確定PID參數(shù)◆Kp增大，系統(tǒng)響應(yīng)加快，靜差減小，但系統(tǒng)振蕩增強(qiáng)，穩(wěn)定性下降；Ti增大，系統(tǒng)超調(diào)減小，振蕩減弱，但系統(tǒng)靜差的消除也隨之減慢；Td增大，調(diào)節(jié)時間減小，快速性增強(qiáng)，系統(tǒng)振蕩
4、減弱，穩(wěn)定性增強(qiáng)，但系統(tǒng)對擾動的抑制能力減弱PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇（3）◆在湊試時，可參考以上參數(shù)分析控制過程的影響趨勢，對參數(shù)進(jìn)行先比例，后積分，再微分的整定步驟，步驟如下：—整定比例部分—如果僅調(diào)節(jié)比例調(diào)節(jié)器參數(shù)，系統(tǒng)的靜差還達(dá)不到設(shè)計要求時，則需加入積分環(huán)節(jié)—若使用比例積分器，能消除靜差，但動態(tài)過程經(jīng)反復(fù)調(diào)整后仍達(dá)不到要求，這時可加入微分環(huán)節(jié)PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇（4）◆常見被控量的PID參數(shù)經(jīng)驗選擇范圍PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇（5）實驗經(jīng)驗法確定PID調(diào)節(jié)參數(shù)◆臨界比例法自平衡對象,對純比例調(diào)節(jié)器，形成閉環(huán),逐漸較小
5、比例度δ(δ=1/kr），直到系統(tǒng)發(fā)生持續(xù)等幅振蕩。紀(jì)錄發(fā)生振蕩的臨界比例度和周期δr及Tr調(diào)節(jié)器類型KTiTdP調(diào)節(jié)器0.5Kr//PI調(diào)節(jié)器0.45Kr0.85Tr/PID調(diào)節(jié)器0.6Kr0.5Tr0.12TrPID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇（5-2）◆臨界比例法--齊格勒—尼柯爾斯Ziegler-NicholsmethodfortuningPIDcontrollerscanbesummarizedasfollows:Settheintegralandderivativegainstozeroandincreasethepr
6、oportionalgainuntilthesystemjustbecomesunstable.DefinethisgaintobeKrandmeasuretheperiodofoscillation,Pr.SetKp=3*Kr/5,Ki=6*Kr/(5*Pr),andKd=3*Kr*Pr/40調(diào)節(jié)器類型KTiTdP調(diào)節(jié)器0.5Kr//PI調(diào)節(jié)器0.45Kr0.85Tr/PID調(diào)節(jié)器0.6Kr0.5Tr0.12TrPID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇（5）實驗經(jīng)驗法確定PID調(diào)節(jié)參數(shù)◆方法1:擴(kuò)充臨界比例法－對模擬調(diào)節(jié)器中使用的臨界
7、比例度法的擴(kuò)充和推廣－整定數(shù)字控制器參數(shù)的步驟：①選擇短的采樣頻率：一般選擇被控對象純滯后時間的十分之一②去掉積分與微分作用，逐漸較小比例度δ(δ=1/kr），直到系統(tǒng)發(fā)生持續(xù)等幅振蕩。紀(jì)錄發(fā)生振蕩的臨界比例度和周期δr及TrPID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇（6）③選擇控制度—控制度的定義：以模擬調(diào)節(jié)器為基準(zhǔn)，將數(shù)字PID的控制效果與模擬調(diào)節(jié)器的控制效果相比較，采用誤差平方積分表示：—控制度的指標(biāo)含意：控制度=1.05，數(shù)字PID與模擬控制效果相當(dāng)；控制度=2.0，數(shù)字PID比模擬調(diào)節(jié)器的效果差PID調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇（7）④根據(jù)選
8、定的控制度，查表求得T、Kp、TI、TD的值控制度控制規(guī)律TKPTITD1.05PI0.03Tr0.53Kr0.88Tr--PID0.014Tr0.63Kr0.49Tr0.14Tr1.2PI0.05Tr0.49Kr0.91Tr--PID0.043Tr0.47Kr0.47Tr0.16Tr1.5PI0.14Tr0.42Kr0.99Tr--PID0.
