PID调试步骤(应用最为广泛的调节器控制规律)
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PID调节经验PID调节经验⼀、了解PID控制的原理和特点在⼯程实际中,应⽤最为⼴泛的调节器控制规律为⽐例、积分、微分控制,简称PID 控制,⼜称PID调节。
PID控制器问世⾄今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、⼯作可靠、调整⽅便⽽成为⼯业控制的主要技术之⼀。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采⽤时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应⽤PID控制技术最为⽅便。
即当我们不完全了解⼀个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量⼿段来获得系统参数时,最适合⽤PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利⽤⽐例、积分、微分计算出控制量进⾏控制的。
⽐例(P)控制:⽐例控制是⼀种最简单的控制⽅式。
其控制器的输出与输⼊误差信号成⽐例关系。
当仅有⽐例控制时系统输出存在稳态误差。
积分(I)控制:在积分控制中,控制器的输出与输⼊误差信号的积分成正⽐关系。
对⼀个⾃动控制系统,如果在进⼊稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。
为了消除稳态误差,在控制器中必须引⼊“积分项”。
积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增⼤。
这样,即便误差很⼩,积分项也会随着时间的增加⽽加⼤,它推动控制器的输出增⼤使稳态误差进⼀步减⼩,直到等于零。
因此,⽐例+积分(PI)控制器,可以使系统在进⼊稳态后⽆稳态误差。
微分(D)控制:微分控制中,控制器的输出与输⼊误差信号的微分(即误差的变化率)成正⽐关系。
⾃动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚⾄失稳。
其原因是由于存在有较⼤惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作⽤,其变化总是落后于误差的变化。
解决的办法是使抑制误差的作⽤的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作⽤就应该是零。
这就是说,在控制器中仅引⼊“⽐例”项往往是不够的,⽐例项的作⽤仅是放⼤误差的幅值,⽽⽬前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有⽐例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作⽤等于零,甚⾄为负值,从⽽避免了被控量的严重超调。
PID参数设置及调节方法方法一:PID参数的设定:是靠经验及工艺的熟悉,参考测量值跟踪与设定值曲线,从而调整P\I\D的大小。
PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照:温度T: P=20~60%,T=180〜600s,D=:3・180s压力P: P=30~70%,T=24~180s,液位L: P=20~80%,T=60~300s,流量L: P二40〜100%,T=6〜60s。
我在手册上查到的,并已实际的测试过,方便且比较准确应用于传统的PIDlo首先将I, D设置为0,即只用纯比例控制,最好是有曲线图,调整P值在控制范围内成临界振荡状态。
记录下临界振荡的同期Ts2o将Kp值二纯比例时的P值3。
如果控制精度=1.05%,则设置Ti=0.49Ts ;Td=0.14Ts ;T=0.014 控制精度=1.2%,则设置Ti=0.47Ts ;Td=0・16Ts ;T=0.043控制精度=1.5%,则设置Ti=0.43Ts ;Td=0.20Ts ;T=0.09朋友,你试一下,应该不错,而且调试时间大大缩短我认为问题是,再加长积分时间,再减小放大倍数。
获得的是lOOOrpm以上的稳定,牺牲的是系统突加给定以后系统调节的快速性,根据兼顾原则,自己掌握调节指标吧。
方法二:1.PID调试一般原则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。
2.一般步骤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=O、Td=O (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%。
工程项目中,如何调节设备中的PID参数.一、PID控制简介PID(Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节,它实际上是一种算法。
PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
从信号变换的角度而言,超前校正、滞后校正、滞后-超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。
PID调节器的适用范围:PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求。
PID控制的不足1.在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定,难以建立精确的数学模型,常规的PID控制器不能达到理想的控制效果;2.在实际生产现场中,由于受到参数整定方法烦杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳,对运行工况的适应能力很差。
二、PID控制器各校正环节任何闭环控制系统的首要任务是要稳(稳定)、快(快速)、准(准确)的响应命令。
PID调整的主要工作就是如何实现这一任务。
增大比例系数P将加快系统的响应,它的作用于输出值较快,但不能很好稳定在一个理想的数值,不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响,但有余差出现,过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏。
一、PID调试步骤没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。
现在一些时髦点的调节器基本源自PID。
甚至可以这样说:PID调节器是其它控制调节算法的吗。
为什么PID应用如此广泛、又长久不衰?因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。
调节PID的参数,可实现在系统稳定的前提下,兼顾系统的带载能力和抗扰能力,同时,在PID调节器中引入积分项,系统增加了一个零积点,使之成为一阶或一阶以上的系统,这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。
由于自动控制系统被控对象的千差万别,PID的参数也必须随之变化,以满足系统的性能要求。
这就给使用者带来相当的麻烦,特别是对初学者。
下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤:1.负反馈自动控制理论也被称为负反馈控制理论。
首先检查系统接线,确定系统的反馈为负反馈。
例如电机调速系统,输入信号为正,要求电机正转时,反馈信号也为正(PID算法时,误差=输入-反馈),同时电机转速越高,反馈信号越大。
其余系统同此方法。
2.PID调试一般原则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。
3.一般步骤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PI D的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。
1. PID常用口诀: 参数整定找最佳,从小到大顺序查,先是比例后积分,最后再把微分加,曲线振荡很频繁,比例度盘要放大,曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳,曲线偏离回复慢,积分时间往下降,曲线波动周期长,积分时间再加长,曲线振荡频率快,先把微分降下来,动差大来波动慢,微分时间应加长,理想曲线两个波,前高后低4比1,2. 一看二调多分析,调节质量不会低 2.PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照:温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s,液位L: P=20~80%,T=60~300s, 流量L: P=40~100%,T=6~60s。
3.PID控制的原理和特点在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID 控制,又称PID调节。
PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
比例(P)控制比例控制是一种最简单的控制方式。
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
积分控制在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。
对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。
PID功能详解一、PID控制简介PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节,它实际上是一种算法。
PID控制器问世至今已有近 70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
从信号变换的角度而言,超前校正、滞后校正、滞后-超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。
PID调节器的适用范围:PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求。
PID控制的不足1. 在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定,难以建立精确的数学模型,常规的PID控制器不能达到理想的控制效果;2. 在实际生产现场中,由于受到参数整定方法烦杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳,对运行工况的适应能力很差。
二、PID控制器各校正环节任何闭环控制系统的首要任务是要稳(稳定)、快(快速)、准(准确)的响应命令。
PID调整的主要工作就是如何实现这一任务。
增大比例系数P 将加快系统的响应,它的作用于输出值较快,但不能很好稳定在一个理想的数值,不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响,但有余差出现,过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏。
PID 控制原理和特点 工程实际中,应用最为广泛调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称 PID 控制,又称PID 调节。
PID 控制器问世至今已有近 70 年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、 调整方便而成为工业控制主要技术之一。
当被控对象结构和参数不能完全掌握,或不到精确 数学模型时,控制理论其它技术难以采用时,系统控制器结构和参数必须依靠经验和现场调 试来确定,这时应用 PID 控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或 不能有效测量手段来获系统参数时,最适合用PID 控制技术。
PID 控制,实际中也有PI 和 PD 控制。
PID 控制器就是系统误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。
1、比例控制(P): 比例控制是最常用的控制手段之一,比方说我们控制一个加热器的恒温 100 度,当开始加热 时,离目标温度相差比较远,这时我们通常会加大加热,使温度快速上升,当温度超过 100 度时,我们则关闭输出,通常我们会使用这样一个函数e(t) = SP – y(t)-u(t) = e(t)*PSP ——设定值e(t)——误差值y(t)——反馈值u(t)——输出值P ——比例系数 滞后性不是很大的控制对象使用比例控制方式就可以满足控制要求,但很多被控对象中因为 有滞后性。
也就是如果设定温度是 200度,当采用比例方式控制时,如果P 选择比较大,则会出现当温 度达到 200度输出为 0 后,温度仍然会止不住的向上爬升,比方说升至 230 度,当温度超过 200 度太多后又开始回落,尽管这时输出开始出力加热,但温度仍然会向下跌落一定的温度 才会止跌回升,比方说降至 170度,最后整个系统会稳定在一定的范围内进行振荡。
如果这个振荡的幅度是允许的比方说家用电器的控制,那则可以选用比例控制2、比例积分控制(PI): 积分的存在是针对比例控制要不就是有差值要不就是振荡的这种特点提出的改进,它常与比 例一块进行控制,也就是PI 控制。
PID功能详解一、PID控制简介PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节,它实际上是一种算法。
PID控制器问世至今已有近 70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
从信号变换的角度而言,超前校正、滞后校正、滞后-超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。
PID调节器的适用范围:PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求。
PID控制的不足1. 在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定,难以建立精确的数学模型,常规的PID控制器不能达到理想的控制效果;2. 在实际生产现场中,由于受到参数整定方法烦杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳,对运行工况的适应能力很差。
二、PID控制器各校正环节任何闭环控制系统的首要任务是要稳(稳定)、快(快速)、准(准确)的响应命令。
PID调整的主要工作就是如何实现这一任务。
增大比例系数P 将加快系统的响应,它的作用于输出值较快,但不能很好稳定在一个理想的数值,不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响,但有余差出现,过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏。
pid温控器说明书PID调节器使用经验:1、以被控对象特性选择控制器要获得良好控制效果,首先要正确选用PID调节器,PID调节器选型相对复杂,对于有经验的用户大多是按照自己的实践经验来确定PID调节器。
(1)常规工艺参数控制通常选用单回路PID调节器。
单回路调节器有一路信号输入,控制设定及参数修改通过仪表参数设定完成。
(2)正反转控制的电动执行机构选用的带伺服放大器阀位控制调节器。
带伺服放大器阀位控制调节器输入信号为两路(测量值和阀位反馈值),仪表将单回路PID调节器和伺服放大器功能融合在一起。
(3)如果被控对象需要不同时段以不同控制指标进行过程控制,应选用程序控制调节器。
程序控制调节器可以按时间分段设置不同的控制目标值和PID参数,轻松实现工艺控制要求。
(4)串级控制通常由一台单回路PID调节器和一台外给定调节器构成,也可以选用一台可编程序调节器。
可编程序调节器功能强大,便于实现温度、压力、流量、液位PH、酸度、浑浊度等控制项目的串级、选择、批量、交叉、比值、数学运算等复杂的连续过程控制,价格也略高。
(5)温控仪也是一种PID调节器,特别是生产过程中要求对温度按照工艺曲线变化、超调小或无超调、控温稳定性好的场合,对温控仪的控制效果就有些苛刻!在PID参数整定合理、控制方案不存在问题情况下,不同厂家固化在PID调节器芯片内的控制算法程序不同,不同品牌温控仪的温度控制效果也就存在很大差别,所以再此特别提醒:不是所有名称为“温控仪”的仪表都能将温度控制到你所期望到达的水平,选择需谨慎。
(6)所有数字调节器均P、I、D功能,但并不是所有工况都同时用到这三个功能。
2、正确选择PID调节器正反作用数字调节器的正反作用是用软件通过参数设定来选择。
调节器控制输出随被控量增加而增加,我们称调节器处于正作用状态;调节器控制输出随被控量增加而减小,我们称调节器处于反作用状态。
任何一个闭环控制系统均由变送器、调节器、执行器、被控对象四个环节组成的,应从这四个环节放大系数的乘积为负来判断PID调节器正/反作用。
使用FB41进行PID调整的说明目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连,如Rockwell的PLC-5等。
还有可以实现PID 控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix产品系列,它可以直接与ControlNet 相连,利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
2、闭环控制系统闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出,形成一个或多个闭环。
详解PID控制各环节一、PID控制简介PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称P ID调节,它实际上是一种算法。
PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
从信号变换的角度而言,超前校正、滞后校正、滞后-超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。
PID调节器的适用范围:PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求。
PID控制的不足1. 在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定,难以建立精确的数学模型,常规的PID控制器不能达到理想的控制效果;2. 在实际生产现场中,由于受到参数整定方法烦杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳,对运行工况的适应能力很差。
二、PID控制器各校正环节任何闭环控制系统的首要任务是要稳(稳定)、快(快速)、准(准确)的响应命令。
PID调整的主要工作就是如何实现这一任务。
增大比例系数P将加快系统的响应,它的作用于输出值较快,但不能很好稳定在一个理想的数值,不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响,但有余差出现,过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏。
PID 中比例积分微分的经验调节PID 调节经验瓦二罟为微分系数Kp:比例系数比例带(比例度)P :输入偏差信号变化的相对值与输出信 号变化的相对值之比的百分数表示(比例系数的倒数)T :米样时间Ti:积分时间Td:微分时间温度T:P=20~60%,Ti=180~600s,Td=3-180s压力P:P=30~70%,Ti=24~180s,液位L:P=20~80%,Ti=60~300s,流量L:P=40~100%,Ti=6~60s 。
(1)一般来说,在整定中,观察到曲线震荡很频繁,需把比例带增大以减少震荡;当曲线最大偏差大且趋于非周期过程时,需把比例带减少(2)当曲线波动较大时,应增大积分时间;曲线偏离给定值后,长时间回不来,则需减小积分时间,以加快消除余差。
疏幻二疋滤何+瓦工心4瓦[迩)-尉-DIJ-0珞二字为积分系数(3)如果曲线震荡的厉害,需把微分作用减到最小,或暂时不加微分;曲线最大偏差大而衰减慢,需把微分时间加长而加大作用(4)比例带过小,积分时间过小或微分时间过大,都会产生周期性的激烈震荡。
积分时间过小,震荡周期较长;比例带过小,震荡周期较短;微分时间过大,震荡周期最短(5)比例带过大或积分时间过长,都会使过渡过程变化缓慢。
比例带过大,曲线如不规则的波浪较大的偏离给定值。
积分时间过长,曲线会通过非周期的不正常途径,慢慢回复到给定值。
注意:当积分时间过长或微分时间过大,超出允许的范围时,不管如果改变比例带,都是无法补救的1.PID调试步骤没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。
现在一些时髦点的调节器基本源自PID。
甚至可以这样说:PID调节器是其它控制调节算法的吗。
为什么PID应用如此广泛、又长久不衰?因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。
调节PID的参数,可实现在系统稳定的前提下,兼顾系统的带载能力和抗扰能力,同时,在PID调节器中引入积分项,系统增加了一个零积点,使之成为一阶或一阶以上的系统,这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。
PID控制详解一、PID控制简介PID( Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节,它实际上是一种算法。
PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
从信号变换的角度而言,超前校正、滞后校正、滞后-超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。
PID调节器的适用范围:PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求。
PID控制的不足1. 在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定,难以建立精确的数学模型,常规的PID控制器不能达到理想的控制效果;2. 在实际生产现场中,由于受到参数整定方法烦杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳,对运行工况的适应能力很差。
二、PID控制器各校正环节任何闭环控制系统的首要任务是要稳(稳定)、快(快速)、准(准确)的响应命令。
PID调整的主要工作就是如何实现这一任务。
增大比例系数P将加快系统的响应,它的作用于输出值较快,但不能很好稳定在一个理想的数值,不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响,但有余差出现,过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏。
比例、积分、微分控制策略尽管不同类型的控制器,其结构、原理各不相同,但是基本控制规律只有三个:比例(P)控制、积分(I)控制和微分(D)控制。
这几种控制规律可以单独使用,但是更多场合是组合使用。
如比例(P)控制、比例-积分(PI)控制、比例-积分-微分(PID)控制等。
比例(P)控制单独的比例控制也称“有差控制”,输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系,偏差越大输出越大。
实际应用中,比例度的大小应视具体情况而定,比例度太小,控制作用太弱,不利于系统克服扰动,余差太大,控制质量差,也没有什么控制作用;比例度太大,控制作用太强,容易导致系统的稳定性变差,引发振荡。
对于反应灵敏、放大能力强的被控对象,为提高系统的稳定性,应当使比例度稍小些;而对于反应迟钝,放大能力又较弱的被控对象,比例度可选大一些,以提高整个系统的灵敏度,也可以相应减小余差。
单纯的比例控制适用于扰动不大,滞后较小,负荷变化小,要求不高,允许有一定余差存在的场合。
工业生产中比例控制规律使用较为普遍。
比例积分(PI)控制比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种,其最大优点就是控制及时、迅速。
只要有偏差产生,控制器立即产生控制作用。
但是,不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。
克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。
积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。
这里的“积分”指的是“积累”的意思。
积分控制器的输出不仅与输入偏差的大小有关,而且还与偏差存在的时间有关。
只要偏差存在,输出就会不断累积(输出值越来越大或越来越小),一直到偏差为零,累积才会停止。
所以,积分控制可以消除余差。
积分控制规律又称无差控制规律。
积分时间的大小表征了积分控制作用的强弱。
积分时间越小,控制作用越强;反之,控制作用越弱。
积分控制虽然能消除余差,但它存在着控制不及时的缺点。
因为积分输出的累积是渐进的,其产生的控制作用总是落后于偏差的变化,不能及时有效地克服干扰的影响,难以使控制系统稳定下来。
比 例微 分积 分执行机构对象r(t)+-++u(t)c(t)e(t)PID 算法原理(一)PID 算法及PWM 控制技术简介1.1 PID 算法控制算法是微机化控制系统的一个重要组成部分,整个系统的控制功能主要由控制算法来实现。
目前提出的控制算法有很多。
根据偏差的比例(P )、积分(I )、微分(D )进行的控制,称为PID 控制。
实际经验和理论分析都表明,PID 控制能够满足相当多工业对象的控制要求,至今仍是一种应用最为广泛的控制算法之一。
下面分别介绍模拟PID 、数字PID 及其参数整定方法。
1.1.1 模拟PID在模拟控制系统中,调节器最常用的控制规律是PID 控制,常规PID 控制系统原理框图如图1.1所示,系统由模拟PID 调节器、执行机构及控制对象组成。
图1.1 模拟PID 控制系统原理框图PID 调节器是一种线性调节器,它根据给定值)(t r 与实际输出值)(t c 构成的控制偏差: )(t e =)(t r -)(t c(1.1)将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量,对控制对象进行控制,故称为PID 调节器。
在实际应用中,常根据对象的特征和控制要求,将P 、I 、D 基本控制规律进行适当组合,以达到对被控对象进行有效控制的目的。
例如,P 调节器,PI 调节器,PID 调节器等。
模拟PID 调节器的控制规律为])()(1)([)(0dtt de T dt t e T t e K t u DtIp ++=⎰ (1.2)式中,P K 为比例系数,I T 为积分时间常数,D T 为微分时间常数。
简单的说,PID 调节器各校正环节的作用是:(1)比例环节:即时成比例地反应控制系统的偏差信号)(t e ,偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用以减少偏差;(2)积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。
积分作用的强弱取决于积分时间常数I T ,I T 越大,积分作用越弱,反之则越强;(3)微分环节:能反映偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号的值变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减少调节时间。
PID算法温控C语言浏览次数:1964次悬赏分:80|解决时间:2008-5-23 12:57 |提问者:3849801我在做一个89S51单片机的温控试验,要求是1升水的保温。
温度任意设定,要求用C语言编写PID算法来实现温度控制(使用1个18B20传感器)要求温度精确小于0.5度。
急求高手写一段程序,让小弟学习学习最佳答案1. PID调试步骤没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。
现在一些时髦点的调节器基本源自PID。
甚至可以这样说:PID调节器是其它控制调节算法的妈。
为什么PID应用如此广泛、又长久不衰?因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。
调节PID的参数,可实现在系统稳定的前提下,兼顾系统的带载能力和抗扰能力,同时,在PID调节器中引入积分项,系统增加了一个零积点,使之成为一阶或一阶以上的系统,这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。
由于自动控制系统被控对象的千差万别,PID的参数也必须随之变化,以满足系统的性能要求。
这就给使用者带来相当的麻烦,特别是对初学者。
下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤:1.负反馈自动控制理论也被称为负反馈控制理论。
首先检查系统接线,确定系统的反馈为负反馈。
例如电机调速系统,输入信号为正,要求电机正转时,反馈信号也为正(PID算法时,误差=输入-反馈),同时电机转速越高,反馈信号越大。
其余系统同此方法。
2.PID调试一般原则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。
3.一般步骤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%。
P是比例度,I是积分,D是微分。
比例度越大调节就越迟钝,反之就灵敏。
积分越小就灵敏,如果这时测量值与设定值偏差大,他就动作越厉害。
微分主要是补偿滞后的问题,越大越灵敏。
一般是针对温度的。
流量整定用比例度就行。
液位用比例度加积分。
温度要用以上三者来综合整定。
P是比例度,I是积分,D是微分。
比例度越大调节就越迟钝,反之就灵敏。
偏差越大调节作用越强。
积分越小就灵敏,偏差存在时间越长积分调节越强。
微分数值越大调节作用越强,偏差变化速率越大微分调节作用越强。
PID参数整定,特别是在现场,需要冷静与经验,是个小难题。
以下口诀也许有帮助:参数整定找最佳,从小到大顺序查先是比例后积分,最后再把微分加曲线振荡很频繁,比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳曲线偏离回复慢,积分时间往下降曲线波动周期长,积分时间再加长曲线振荡频率快,先把微分降下来动差大来波动慢,微分时间应加长理想曲线两个波,前高后低4比1一看二调多分析,调节质量不会低这是从别的地方找得,你可以看看。
PID参数现场整定培训教材1. PID调节器的适用范围PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求。
2. PID参数的意义和作用指标分析P、I、D:y=yP+yi+ yd2.1. P参数设置名称:比例带参数,单位为(%)。
比例作用定义:比例作用控制输出的大小与误差的大小成正比,当误差占量程的百分比达到P值时,比例作用的输出=100%,这P就定义为比例带参数。
即yp= ×100% = ×100% = Kp • Err (1)(其中:yP=KP•Δ、Δ=SP-PV,取0-100%)KP=1/(FS•)也可以理解成,当误差达到量程乘以P(%)时,比例作用的输出达100%。
例:对于量程为0-1300℃的温控系统,当P设置为10%时,FS乘以P等于130℃,说明当误差达到130℃时,比例作用的输出等于100%,误差每变化1℃,比例作用输出变化0.79%,若需加大比例作用的调节能力,则需把P参数设置小些,或把量程设置小些。
PID 控制参数如何设定调节PID控制简介目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID 控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator),其中PID 控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连。
还有可以实现PID 控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix产品系列,可以直接与ControlNet相连,利用网络实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop control system)指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
2、闭环控制系统闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出,形成一个或多个闭环。
PID调试步骤
没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。
现在一些时髦点的调节器基本源自PID。
甚至可以这样说:PID调节器是其它控制调节算法的吗。
为什么PID应用如此广泛、又长久不衰?
因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。
调节PID的参数,可实现在系统稳定的前提下,兼顾系统的带载能力和抗扰能力,同时,在PID调节器中引入积分项,系统增加了一个零积点,使之成为一阶或一阶以上的系统,这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。
由于自动控制系统被控对象的千差万别,PID的参数也必须随之变化,以满足系统的性能要求。
这就给使用者带来相当的麻烦,特别是对初学者。
下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤:
1.负反馈
自动控制理论也被称为负反馈控制理论。
首先检查系统接线,确定系统的反馈为负反馈。
例如电机调速系统,输入信号为正,要求电机正转时,反馈信号也为正(PID算法时,误差=输入-反馈),同时电机转速越高,反馈信号越大。
其余系统同此方法。
2.PID调试一般原则
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。
3.一般步骤
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.确定微分时间常数Td
微分时间常数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。
2.PID控制简介
目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent
regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连,如Rockwell 的PLC-5等。
还有可以实现PID控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix产品系列,它可以直接与ControlNet相连,利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统
开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
2、闭环控制系统
闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出,形成一个或多个闭环。
闭环控制系统有正反馈和负反馈,若反馈信号与系统给定值信号相反,则称为负反馈( Negative Feedback),若极性相同,则称为正反馈,一般闭环控制系统均采用负反馈,又称负反馈控制系统。
闭环控制系统的例子很多。
比如人就是一个具有负反馈的闭环控制系统,眼睛便是传感器,充当反馈,人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。
如果没有眼睛,就没有了反馈回路,也就成了一个开环控制系统。
另例,当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净,并在洗净之后能自动切断电源,它就是一个闭环控制系统。
3、阶跃响应
阶跃响应是指将一个阶跃输入(step function)加到系统上时,系统的输出。
稳态误差是指系统的响应进入稳态后﹐系统的期望输出与实际输出之差。
控制系统的性能可以用稳、准、快三个字来描述。
稳是指系统的稳定性(stability),一个系统要能正常工作,首先必须是稳定的,从阶跃响应上看应该是收敛的﹔准是指控制系统的准确性、控制精度,通常用稳态误差来(Steady-state error)描述,它表示系统输出稳态值与期望值之差﹔快是指控制系统响应的快速性,通常用上升时间来定量描述。
4、PID控制的原理和特点
在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID 控制,又称PID调节。
PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
比例(P)控制
比例控制是一种最简单的控制方式。
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
积分(I)控制。