数字PID及其参数整定方法
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pid参数的整定过程
PID(比例-积分-微分)控制器是一种常用的反馈控制器,用于调节和稳定系统。
PID控制器的参数整定过程通常包括以下几个步骤:
1.初始参数设定:根据系统的性质和需求,设置PID控制器的初
始参数。
通常情况下,可以将三个参数(比例增益Kp、积分时
间Ti、微分时间Td)都设为一个较小的初始值。
2.比例增益调整:从零开始逐步增加比例增益Kp的数值,观察
系统响应的变化。
如果Kp过小,系统响应可能过慢;如果Kp
过大,系统可能会出现超调或不稳定的情况。
通过不断调整Kp
的数值,直到找到一个合适的值,使得系统响应快速且稳定。
3.积分时间调整:在找到合适的Kp之后,开始调整积分时间Ti
的数值。
增大Ti会增加积分作用的影响,降低控制器对于持续
偏差的敏感度。
然而,过大的Ti可能导致系统响应的延迟和振
荡。
通过逐步调整Ti的数值,找到一个使系统响应稳定且快速
的值。
4.微分时间调整:在完成比例增益和积分时间的调整后,可以开
始调整微分时间Td的数值。
微分作用可以抑制系统响应中的
过冲和振荡,并提高系统的稳定性。
然而,过大的Td可能会引
入噪声的放大。
通过逐步调整Td的数值,找到一个能够平衡系
统响应速度和稳定性的值。
5.反复迭代:整定PID参数是一个迭代的过程。
一旦完成了上述
步骤,需要对整个系统进行测试和观察,以确定参数的最佳组合。
如果发现系统仍然存在问题,可以根据实际情况再次进行参数调整,直到达到满意的控制效果。
PID控制器的参数整定PID控制器是一种常用的闭环控制器,可以根据系统的输入和输出之间的误差来调整控制器的参数,从而实现对系统的稳定控制。
PID控制器的参数整定是指确定控制器的比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td的过程。
下面将详细介绍PID控制器的参数整定方法和相关的考虑因素。
一、参数整定方法:1.经验整定法:根据经验将控制器的参数进行初步设定。
经验整定法通常通过试验或先验知识来确定参数,根据具体的应用场景不断调整,以达到较好的控制效果。
该方法常用与简单的控制系统或者无法获得系统数学模型的情况下。
2. Ziegler-Nichols整定法:Ziegler-Nichols整定法是一种基于试验的整定方法。
该方法首先暂时关闭积分和微分控制,只调整比例控制系数Kp,使系统达到临界稳定状态。
然后测量临界增益Ku和临界周期Pu,根据不同类型的控制系统(比例型、积分型和微分型),采用不同的参数整定公式确定Kp、Ti和Td的初始值,再根据系统的实际响应实时调整。
3. Ziegler-Nichols改进整定法(Chien-Hrones-Reswich法):该方法是对Ziegler-Nichols整定法的改进,可以更精确地测定控制器参数。
该方法同样通过测量系统的临界增益Ku和临界周期Pu,但是对参数的计算公式进行了修正,提高了参数整定的准确性。
4. 极点配置法(Pole Placement):极点配置法是一种基于系统数学模型的整定方法。
通过分析系统的传递函数,确定控制器的极点位置,从而使系统的闭环响应满足所需的性能指标。
该方法需要对系统的数学模型有较详细的了解,适用于相对复杂的控制系统。
5.自整定法:自整定法是一种自动寻优的整定方法,常用于智能控制器中。
该方法通过观察系统的动态性能,通过迭代寻找最优的参数组合。
自整定法通常采用优化算法(如遗传算法、粒子群算法等)来最优参数,在一定的性能和收敛速度之间进行权衡。
二、参数整定的考虑因素:1.系统的稳定性:控制器的参数整定应确保系统的闭环响应稳定。
PID控制原理与参数整定方法PID控制是一种常用的反馈控制方法,它通过测量控制系统的输出与期望输入之间的差异,计算出一个控制信号来调节控制系统的行为。
PID 控制器的主要参数有比例增益(Proportional),积分时间(Integral)和微分时间(Derivative)。
通过调节这些参数,可以实现对控制系统的动态响应和稳定性的优化。
首先,我们来了解一下PID控制器的工作原理。
PID控制器是基于控制误差和误差的变化率来计算输出控制信号的,它包含三个部分:比例控制项、积分控制项和微分控制项。
比例控制项(P项)以控制误差的比例关系来计算输出信号。
它的计算公式为:P=Kp*e(t),其中Kp为比例增益,e(t)为控制误差。
比例增益越大,控制器对误差的纠正力度越大,但过大的比例增益会引起震荡。
积分控制项(I项)以控制误差的累积值来计算输出信号。
它的计算公式为:I = Ki * ∫e(t)dt,其中Ki为积分时间,∫e(t)dt为控制误差的累积值。
积分控制项主要用于消除稳态误差,但过大的积分时间会引起超调和不稳定。
微分控制项(D项)以控制误差的变化率来计算输出信号。
它的计算公式为:D = Kd * de(t)/dt,其中Kd为微分时间,de(t)/dt为控制误差的变化率。
微分控制项主要用于抑制系统的震荡和快速响应,但过大的微分时间会引起噪声放大。
接下来,我们来介绍一下PID参数整定的方法。
在实际应用中,PID 参数的选择通常需要经验和试验。
以下是常用的PID参数整定方法。
1.经验设置法:根据经验设置PID参数的初始值,然后根据实际系统的响应进行调整。
这种方法需要经验和实践的积累,适用于经验丰富的控制工程师。
2. Ziegler-Nichols方法:这是一种基于实验步骤响应曲线的整定方法。
该方法通过观察控制系统的临界点,确定比例增益、积分时间和微分时间的初始值,然后通过试探法逐步调整,直到系统达到所需的动态响应。
PID控制器参数整定与应用PID控制器由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分组成。
比例控制器根据当前的偏差与参考值之间的差异给出一个输出。
积分控制器根据偏差随时间的累积计算输出,用于消除系统的稳态误差。
微分控制器根据偏差的变化率给出输出,用于稳定系统的动态响应。
PID控制器的输出是比例、积分和微分控制器的输出之和。
参数整定是指选择合适的PID控制器参数,使得控制系统能够稳定工作且具有良好的响应速度和抗干扰能力。
PID控制器的参数整定一般有以下几种方法:1.经验法:根据经验和实际控制系统的特点选择参数。
这种方法适用于控制系统较简单的情况,但不具有普适性。
2. Ziegler-Nichols方法:通过实验数据来确定参数。
首先将积分和微分参数设为零,逐渐增加比例参数,直到系统出现较小的超调(即超过参考值后回波的百分比),然后根据超调曲线确定比例和时间参数。
3. Chien-Hrones-Reswick方法:通过频域分析来确定参数。
首先将系统转化为频域传递函数,然后根据传递函数的特性来选择参数。
4.自整定方法:使用专门设计的算法来进行参数整定。
这些算法根据系统的频率响应和阶跃响应等特征进行参数的优化。
1.温度控制:PID控制器可以通过调节加热元件的功率来控制温度的稳定性和响应速度。
例如,在恒温恒湿箱中,通过测量温度偏差,计算出PID控制器的输出,来控制加热器的功率,使系统保持在设定温度下。
2.流量控制:PID控制器可以通过调节阀门的开度来控制液体或气体的流量。
例如,在一个水罐中,通过测量液位偏差,计算出PID控制器的输出,来控制阀门的开度,以维持设定的液位。
3.速度控制:PID控制器可以通过调节电机的输入电压或转矩来控制机械系统的速度。
例如,在一个电动机驱动的输送带系统中,PID控制器可以根据输送带的位置偏差,计算出对电机的控制信号,来控制输送带的速度。
4.位置控制:PID控制器可以通过调节电机的转矩或位置来控制机械系统的位置。
PID控制原理与参数的整定方法PID控制器是一种常用的自动控制器,在工业控制中广泛应用。
它的原理很简单,即通过不断调节控制信号来使被控制物体的输出接近给定值。
PID控制器由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个控制参数组成。
下面将详细介绍PID控制的原理和参数整定方法。
一、PID控制原理1.比例(P)控制比例控制根据被控制量的偏差的大小,按照一定比例调节控制量的大小。
当偏差较大时,调节量增大;当偏差较小时,调节量减小。
此项控制可以使系统快速响应,并减小系统稳态误差。
2.积分(I)控制积分控制根据被控制物体的偏差的积分值来调节控制量。
积分控制的作用主要是消除系统的稳态误差。
当偏差较小但持续较长时间时,积分量会逐渐增大,以减小偏差。
3.微分(D)控制微分控制根据被控制物体的偏差的变化率来调节控制量。
当偏差的变化率较大时,微分量会增大,以提前调整控制量。
微分控制可以减小系统的超调和振荡。
综合比例、积分和微分控制,PID控制器可以通过不同的控制参数整定来适应不同的被控制物体的特性。
二、PID控制参数整定方法1.经验整定法经验整定法是根据对被控制系统的调试经验和运行情况来选择控制参数的方法。
它是通过实际试验来调整控制参数,通过观察系统的响应和稳定性来判断参数的合理性。
2. Ziegler-Nichols整定法Ziegler-Nichols整定法是根据系统的临界响应来选择PID控制参数的方法。
在该方法中,首先将I和D参数设置为零,然后不断提高P控制参数直到系统发生临界振荡。
根据振荡周期和振荡增益的比值来确定P、I和D的参数值。
3.设计模型整定法设计模型整定法是根据对被控系统的数学建模来确定PID控制参数的方法。
通过建立被控系统的数学模型,分析其频率响应和稳态特性,从而设计出合理的控制参数。
4.自整定法自整定法是通过主动调节PID控制器的参数,使被控系统的输出能够接近给定值。
该方法可以通过在线自整定或离线自整定来实现。
PID参数的整定方法PID控制器是目前最常用的控制算法之一,其调节参数(也称为PID 参数)的合理设置对控制系统的性能起着关键作用。
下面将介绍几种常用的PID参数整定方法。
1.经验法:经验法是最为简单直接的方法,通常由经验工程师根据自身经验来设定PID参数。
这种方法适用于一些简单的控制系统,但是对于复杂的系统来说,由于经验法不能提供具体的参数值,容易出现性能较差的情况。
2. Ziegler-Nichols 整定法:Ziegler-Nichols 整定法是PID参数整定中较为经典的方法,其步骤如下:-首先将PID控制器的I和D参数设置为零。
-逐渐增大比例参数(P)直到系统出现持续且稳定的振荡。
-记录此时的比例参数为Ku。
- 根据不同的控制对象类型,Ziegler-Nichols方法会有不同的参数整定公式,常见的有:-P型系统:Kp=0.50Ku,Ti=0.50Tu,Td=0.125Tu-PI型系统:Kp=0.45Ku,Ti=0.83Tu,Td=0.125Tu-PID型系统:Kp=0.60Ku,Ti=0.50Tu,Td=0.125Tu其中Ku为临界增益值,Tu为临界周期。
3. Chien-Hrones-Reswick (CHR) 整定法:CHR整定法基于频域设计方法,通过系统的频率响应曲线来确定PID参数。
其步骤如下:-绘制系统的频率响应曲线(一些软件和仪器可以直接测量)。
-根据曲线的特征,确定比较慢的过程的时间常数τ和极点频率ωp。
-根据以下公式得到PID参数:-P参数:Kp=2/(ωpτ)-I参数:Ti=τ/2-D参数:Td=τ/8不能掉进方法的误区,如超调范围不合适,调节周期过大或周期过小时,传递函数为微分型等。
4.设计优化法:设计优化法是基于性能指标的优化算法,通过对系统的模型进行优化,得出最佳的PID参数。
这种方法较复杂,通常使用数学工具或计算机软件进行参数优化。
常见的优化算法有遗传算法、粒子群算法等。
【值得收藏】PID控制算法精华和参数整定三大招技成PLC课堂从0到1,带你学习PLC技能!80篇原创内容公众号在过程控制中,按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器是应用最为广泛的一种自动控制器。
它具有原理简单,易于实现,适用面广,控制参数相互独立,参数的选定比较简单等优点;而且在理论上可以证明,对于过程控制的典型对象──“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象,PID控制器是一种最优控制。
PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法,它的参数整定方式简便,结构改变灵活(PI、PD、…)。
PID闭环控制算法因此要实现PID算法,必须在硬件上具有闭环控制,就是得有反馈。
比如控制一个电机的转速,就得有一个测量转速的传感器,并将结果反馈到控制路线上,下面也将以转速控制为例。
PID是比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法但并不是必须同时具备这三种算法,也可以是PD,PI,甚至只有P算法控制。
我以前对于闭环控制的一个最朴素的想法就只有P控制,将当前结果反馈回来,再与目标相减,为正的话,就减速,为负的话就加速。
现在知道这只是最简单的闭环控制算法。
PID控制器结构考前准备PID控制系统原理结构框图对偏差信号进行比例、积分和微分运算变换后形成一种控制规律。
“利用偏差,纠正偏差”。
模拟PID控制器模拟PID控制器结构图PID控制器的输入输出关系为:比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法各有作用比例,反应系统的基本(当前)偏差e(t),系数大,可以加快调节,减小误差,但过大的比例使系统稳定性下降,甚至造成系统不稳定;积分,反应系统的累计偏差,使系统消除稳态误差,提高无差度,因为有误差,积分调节就进行,直至无误差;微分,反映系统偏差信号的变化率e(t)-e(t-1),具有预见性,能预见偏差变化的趋势,产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除,因此可以改善系统的动态性能。
PID参数整定方式为了使PID控制器能够在实际控制过程中具有较好的性能,需要对PID参数进行合理的整定。
PID参数整定方法有很多种,下面将介绍几种常见的整定方法。
1.试-误整定法:试-误整定法是最常见的整定方法之一,通过不断试验和观察系统的响应,调整PID参数,直到满足控制要求。
这种方法的优点是简单易行,但由于需要进行大量试验,整定过程较为繁琐,而且可能造成系统过度振荡或不稳定。
2.经验法整定:经验法是基于经验公式进行PID参数整定的方法。
常用的经验公式有:Ziegler-Nichols方法、Chien-Hrones-Reswick方法等。
这些公式通过对系统的开环和闭环响应进行分析,得出相应的参数整定公式。
这种方法的优点是较为简单和直观,缺点是不适用于不同的系统和工况。
3.频率响应法整定:频率响应法是通过对系统的频率特性进行分析,来确定PID参数的方法。
常用的方法有:奈奎斯特曲线法、波特曼图法等。
这些方法借助于系统的频率特性图形,通过观察曲线的形状和特点,确定PID参数。
这种方法的优点是适用范围广,适用于不同的系统类型和工况,但缺点是需要一定的专业知识和技巧。
4.优化算法整定:优化算法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等。
这些算法通过不断优化PID参数,使系统响应达到最优或接近最优。
这种方法的优点是较为灵活和智能化,能够得到较好的参数整定结果,但缺点是计算复杂度较大,需要较高的计算资源和时间。
综上所述,PID参数整定是针对特定系统和工况而进行的调整过程,不同的整定方法适用于不同的控制要求和应用场景。
在实际应用过程中,可以根据系统特点和控制要求选择合适的整定方法,并通过试验和优化来调整PID参数,以实现最佳控制效果。
PID控制与参数整定方法PID控制是一种常用的控制算法,广泛应用于各个领域的自动控制系统中。
PID控制通过反馈调节系统的输出,使得系统的输出与期望值尽可能接近。
PID控制器由比例控制、积分控制和微分控制三部分组成,每个部分都有相应的参数需要进行整定。
在PID控制器中,比例控制部分根据当前误差的大小决定输出的大小,即输出与误差成正比。
比例控制的参数是比例增益,通过调节比例增益可以改变系统的响应速度和稳定性。
当比例增益较大时,系统的响应速度快,但可能会引起超调;当比例增益较小时,系统的响应速度慢,但稳定性好。
积分控制部分根据误差的累积量进行输出修正,用于消除系统的静态误差。
积分控制的参数是积分增益,通过调节积分增益可以改变系统的响应速度和对静态误差的准确性。
当积分增益较大时,系统能较快地消除静态误差,但可能会引起超调;当积分增益较小时,系统较难完全消除静态误差,但稳定性好。
微分控制部分根据误差的变化率进行输出修正,用于抑制系统响应的超调。
微分控制的参数是微分增益,通过调节微分增益可以改变系统的稳定性和抑制超调的效果。
当微分增益较大时,系统的稳定性好,但可能引起振荡;当微分增益较小时,系统的稳定性较差,但抑制超调的效果好。
参数整定是指选择合适的参数值使得PID控制系统能够满足控制要求。
主要有几种常用的整定方法:1.经验法:根据经验和实际应用中的常见规律来选择参数值。
这种方法适用于已有类似系统的参数可以作为参考的情况。
但是,由于每个系统的特性不同,经验法的参数选取往往需要经过多次试验和调整才能得到满意的控制效果。
2. Ziegler-Nichols 方法:该方法主要通过系统的临界时刻和临界增益来选择参数。
首先,通过增大比例增益直到系统开始振荡,并记录振荡的周期。
然后,根据周期计算出比例增益、积分增益和微分增益的初值。
这种方法在实践中比较常用,但是对于非线性和时变系统效果可能有限。
3.调试法:通过实际的调试过程来选择参数。
PID控制及参数整定PID控制是一种常用的控制器设计方法,广泛应用于各种自动控制系统中。
PID控制器基于被控对象的误差信号,通过比例、积分和微分三个部分进行加权计算,生成控制量来驱动被控对象,使其输出接近设定值。
参数整定是指通过调整PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间等参数,使得控制系统性能最佳化。
本文将详细介绍PID控制及参数整定的相关内容。
一、PID控制原理F(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt其中,Kp、Ki和Kd分别是比例增益、积分时间和微分时间,e(t)为被控系统目标值与实际值之间的误差,de(t)/dt为误差的变化速率。
-比例作用:比例增益Kp使得控制器能够对误差进行直接补偿,其作用是使系统更快地接近目标值。
当比例增益增大时,系统响应速度更快,但可能引起过冲或稳定性问题。
-积分作用:积分时间Ki使得控制器能够记录误差的累积量,并对其进行补偿。
积分作用可以消除稳态误差,提高系统的精度。
但积分时间过长可能引起系统的振荡或不稳定。
-微分作用:微分时间Kd使得控制器对误差的变化率进行补偿,以避免系统过冲或振荡。
微分作用可以提高系统的稳定性和抗干扰能力。
但微分时间过大可能引起系统的噪声放大或响应迟滞。
二、PID参数整定方法PID参数整定是为了找到合适的Kp、Ki和Kd值,以获得最佳的控制系统性能。
常用的PID参数整定方法有以下几种:1.经验调整法:根据经验公式或类似系统的参数进行估计。
这种方法简单易行,但精度较低,适用于对控制精度要求不高的系统。
2. Ziegler-Nichols方法:这是一种经典的PID参数整定方法,通过系统的临界增益和临界周期来确定合适的参数。
具体步骤是先将系统增益逐渐增大,直到系统开始振荡,记录振荡的周期和振幅。
然后根据临界周期和振幅计算出Kp、Ki和Kd值。
这种方法相对简单,但对系统的稳定性有一定要求。
3.调整法:根据控制系统的特性和需求进行逐步调整。
2.3 PID参数整定方法2.3.1 工程整定法PID数字调节器的参数,除了比例系数K p,积分时间T i和微分时间T d外,还有1个重要参数即采样周期T。
1.采样周期T的选择确定从理论上讲,采样频率越高,失真越小。
但是,对于控制器,由于是依靠偏差信号来进行调节计算的,当采样周期T 太小,偏差信号也会过小,此时计算机将失去调节作用;若采样周期T太长,则将引起误差。
因此采样周期T必须综合考虑。
采样周期的选择方法有两种,一种是计算法,另一种是经验法。
计算法由于比较复杂,特别是被控对象各环节时间常数难以确定,工程上较少用。
经验法是一种凑试法,即根据人们在控制工作实践中积累的经验以及被控对象的特点,先选择一个采样周期T,进行试验,再反复改变T,直到满意为止。
2.K p,T i,T d的选择方法1)扩充临界比例度法扩充临界比例度法是简易工程整定方法之一,用它整定K p,T i,T d的步骤如下。
选择最短采样周期T min,求出临界比例度S u和临界振荡周期T u。
具体方法是将T min输入计算机,只有P环节控制,逐渐缩小比例度,直到系统产生等幅振荡。
此时的比例度即为临界比例度S u,振荡周期称为临界振荡周期T u。
选择控制度为:(2-15)通常当控制度为1.05时,表示数字控制方式与模拟方式效果相当。
根据计算度,查表2-1可求出K p,T i,T d。
表2-1 扩充临界比例度法整定参数表控制度控制规律参数T K p T i T d1.05PIPID0.03T u0.014T u0.53S u0.63S u0.88T u0.49T u/0.14T u1.2PIPID 0.05T u0.43T u0.49S u0.47S u0.91T u0.47T u/0.16T u1.5PIPID 0.14T u0.09T u0.42S u0.34S u0.99T u0.43T u/0.20Tu2.0PIPID 0.22T u0.16T u0.36S u0.27S u1.05T u0.4T u/0.22T u2)扩充响应曲线法若已知系统的动态特性曲线,可以采用和模拟调节方法一样的响应曲线法进行整定,其步骤如下。
PID-采样周期及参数整定方法数字PID控制器控制参数的选择,可按连续-时间PID参数整定方法进行。
在选择数字PID参数之前,首先应该确定控制器结构。
对允许有静差(或稳态误差)的系统,可以适当选择P或PD控制器,使稳态误差在允许的范围内。
对必须消除稳态误差的系统,应选择包含积分控制的PI或PID控制器。
一般来说,PI、PID和P控制器应用较多。
对于有滞后的对象,往往都加入微分控制。
控制器结构确定后,即可开始选择参数。
参数的选择,要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。
工程上,一般要求整个闭环系统是稳定的,对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪,超调量小;在不同干扰作用下,能保证被控量在给定值;当环境参数发生变化时,整个系统能保持稳定,等等。
这些要求,对控制系统自身性能来说,有些是矛盾的。
我们必须满足主要的方面的要求,兼顾其他方面,适当地折衷处理。
PID控制器的参数整定,可以不依赖于受控对象的数学模型。
工程上,PID控制器的参数常常是通过实验来确定,通过试凑,或者通过实验经验公式来确定。
采样周期的选择采样周期:采样一数据控制系统中,设采样周期为T S,采样速率为1/T S,采样角频率为采样周期T S是设计者要精心选择的重要参数,系统的性能与采样周期的选择有密切关系。
需要考虑的因素:采样周期的选择受多方面因素的影响,主要考虑的因素分析如下。
(1)香农(Shannon)采样定理(Wmax--被采样信号的上限角频率)给出了采样周期的上限。
满足这一定理,采样信号方可恢复或近似地恢复为原模拟信号,而不丢失主要信息。
在这个限制范围内,采样周期越小,采样-数据控制系统的性能越接近于连续-时间控制系统。
(2)闭环系统对给定信号的跟踪,要求采样周期要小。
(3)从抑制扰动的要求来说,采样周期应该选择得小些。
(4)从执行元件的要求来看,有时要求输入控制信号要保持一定的宽度。
(5)从计算机精度考虑,采样周期不宜过短。
PID参数调节原理和整定方法PID控制器是一种常用的闭环控制系统,其控制器的输出值由三部分组成:比例项(P)、积分项(I)和微分项(D)。
PID控制器通过不断地调节这三个参数,来实现对被控对象的控制。
PID控制器通过不断比较被控对象的输出值和设定值之间的差异(称为误差),来决定控制器的输出值。
PID控制器的输出值可以表达为:输出值=Kp*(比例项)+Ki*(积分项)+Kd*(微分项)其中,Kp、Ki和Kd分别为PID控制器的参数,需要根据实际系统进行调整。
当被控对象的输出值与设定值相差较大时,比例项可以起到快速调节的作用,使得控制器的输出值快速地接近设定值。
积分项可以消除系统存在的静差,提高系统的稳定性。
微分项可以防止系统过冲或震荡,提高系统的响应速度。
PID控制器的参数整定是一个复杂且经验性的过程,需要根据具体的被控对象、控制要求和系统特性进行调整。
下面介绍几种常用的参数整定方法:1. 经验法:根据经验公式,设置参数的初始值,并对系统进行试控,根据实际效果进行逐步调整。
常用的经验公式有Ziegler-Nichols方法、Chien-Hrones-Reswick方法等。
2.约束实验法:通过对系统施加一定的约束实验,如阶跃响应法、频率响应法等,从实验数据中提取系统的模型参数,并根据提取的模型参数进行参数整定。
3.数值方法:通过数值计算方法,如根据系统的传递函数进行数值求解,得到系统的频率特性响应,再根据一定的准则进行参数整定。
4.自整定方法:根据控制系统的自整定能力,通过在线或离线的自整定算法,自动寻找最优参数。
常见的自整定方法有遗传算法、模糊逻辑控制、神经网络等。
在实际的参数整定过程中,需要根据实际情况选择合适的方法,并进行反复测试和调整,直到达到满意的控制效果。
总结:PID参数调节原理是通过比例、积分和微分三项的组合来控制被控对象。
参数整定方法可以采用经验法、约束实验法、数值方法和自整定方法。
PID参数整定方法PID(Proportional-Integral-Derivative,比例积分微分控制)是一种常用的控制算法,它通过调整输出信号,使得被控对象的输出变量尽可能地接近设定值。
为了实现良好的控制效果,需要对PID参数进行合理的整定。
下面将介绍几种常用的PID参数整定方法。
1.经验整定法:经验整定法是一种经验性的参数整定方法,根据工程经验和试错原则来确定PID参数。
具体步骤如下:-初始设定PID参数为Kp=1,Ki=0,Kd=0。
-逐渐增加Kp的值,直到系统开始出现超调现象。
-根据系统的超调量,逐渐减小Kp的值,直到系统的超调量满足要求。
-根据系统的超调时间,逐渐增加Ki的值,使得系统的超调时间减小。
-根据系统的响应速度,逐渐增加Kd的值,使得系统的响应速度增加。
2. Ziegler-Nichols指标整定法:Ziegler-Nichols指标整定法是一种基于系统阶跃响应的参数整定方法,通过测量系统的阶跃响应特性来确定PID参数。
该方法分为三种整定方式:- Ziegler-Nichols开环法:-将系统设置为开环控制。
-逐渐增大Kp的值,直到系统开始出现持续振荡的现象。
-记录该时刻的Kp值(Ku)和持续振荡的周期(Tu)。
-根据Ku和Tu计算出PID参数:Kp=0.6Ku,Ki=1.2Ku/Tu,Kd=3KuTu/40。
- Ziegler-Nichols闭环法:-将系统设置为闭环控制。
-逐渐增大Kp的值,直到系统的输出响应快速但不超调。
-记录该时刻的Kp值(Ku)。
-根据系统的临界增益(Ku)计算出PID参数:Kp=0.33Ku,Ki=0.33Kp/Tu,Kd=0.33KpTu。
- Ziegler-Nichols两点法:-将系统设置为闭环控制。
-记录系统输出值最初变化的瞬间(T1)和最终变化的瞬间(T2)。
-根据T1和T2计算出PID参数:Kp=(4/Tu)(1/T1+1/T2),Ki=2/Tu,Kd=KpTu/83. Chien-Hrones-Reswick方法:Chien-Hrones-Reswick方法是一种基于系统阶跃响应曲线形状的参数整定方法。
PID控制器参数整定的一般方法PID控制器是最常用的自动控制算法之一,在许多工业过程中都得到了广泛的应用。
PID控制器的性能取决于其参数的选择,因此进行参数整定是非常重要的。
一般来说,PID控制器参数整定的方法有试验法、经验法和优化法等。
下面将详细介绍这几种方法。
1.试验法:试验法是最简单直接的一种参数整定方法。
通过对控制系统施加特定的输入信号,观察输出响应的变化,然后根据试验结果来调整PID控制器的参数。
试验法的常用方法有步跃法、阶跃法和波形法等。
-步跃法:将控制系统的输入信号从零突变到一个固定值,观察输出信号的响应曲线。
根据响应曲线的时间延迟、超调量以及过渡过程等特性,来调整PID参数。
-阶跃法:将控制系统的输入信号从零线性增加到一个固定值,观察输出信号的响应曲线。
通过测量响应曲线的时间延迟、超调量和稳定性等指标,来调整PID参数。
-波形法:将控制系统的输入信号设定为一个周期性的波形,观察输出信号对输入信号的跟踪能力。
通过比较输出信号与输入信号的相位差和幅值差,来调整PID参数。
2. 经验法:经验法是基于控制技术专家的经验和实践总结而来的一种参数整定方法。
根据不同的工业过程,控制技术专家给出了一些常用的PID控制器参数整定规则,如Ziegler-Nichols法和Chien-Hrones-Reswick法等。
- Ziegler-Nichols法是一种经验性的整定方法,它基于一种称为临界增益法的原理。
通过逐渐增大PID控制器的增益参数,当系统的输出信号开始出现稳定的周期性振荡时,此时的控制器增益即为临界增益。
然后按照一定的比例来设定PID控制器的参数。
- Chien-Hrones-Reswick法是另一种经验性的整定方法,它基于一种称为极点配置法的原理。
通过观察控制系统的频率响应曲线,根据不同的频率和相位的变化情况来调整PID控制器的参数。
经验法的优点是简单易行,但其缺点是只适用于一些特定的工业过程,且对于复杂的系统来说可能无法得到最佳的参数。
pid调节参数整定方法及设置技巧PID=port ID,在STP(生成树协议)中,若在端口收到的BPDU 中BID和path cost相同时,则比较PID来选择阻塞端口。
数字电视复用系统名词 PID(Packet Identifier)在数字电视复用系统中它的作用好比一份文件的文件名,我们可以称它为“标志码传输包” 。
工程控制和数学物理方面PID(比例积分微分)英文全称为Proportion Integration Differentiation,它是一个数学物理术语。
PID由8位端口优先级加端口号组成,端口号占低位,默认端口号优先级128。
ID调节(PID regulating)经典控制理论中控制系统的一种基本调节方式。
是具有比例、积分和微分作用的一种线性调节规律。
PID调节(PID regulating)经典控制理论中控制系统的一种基本调节方式。
是具有比例、积分和微分作用的一种线性调节规律.PID调节的作用是将给定值r与被控变量的实际量测值y的偏差。
-r _y的比例、积分和微分信号综合成控制量来对被控过程进行控制。
这一控制量的表达式为其中K。
为比例系数,T;为积分系数,1‘a为微分系数。
加大比例系数K。
可以减小系统的静差,但当KP 过大时,会使系统的动态品质变坏,引起被控量振荡,甚至导致闭环系统不稳定。
积分系数T;大说明积分作用弱,反之则说明积分作用强。
增大T,将减慢消除静差的过程,但可以减小超调,提高稳定性。
微分系数Ta增大,则微分作用加强,有助于减少超调,克服振荡,使系统趋于稳定,加快系统的响应速度,减小调整时间,从而改善系统的动态性能。
有众多的模拟的或数字的PID调节器产品可供选用。
用户只要根据实际应用pid调节参数整定方法及设置技巧PID是比例、积分、微分的简称,PID控制的难点不是编程,而是控制器的参数整定。
参数整定的关键是正确地理解各参数的物理意义,PID控制的原理可以用人对炉温的手动控制来理解。
PID控制及参数整定PID控制是一种经典的反馈控制方法,广泛应用于工业控制领域。
PID控制器根据输入信号和反馈信号的差异,计算出控制信号,使得反馈信号与期望值之间的差异尽可能小。
PID控制器由比例项、积分项和微分项组成,具体的控制信号计算公式为:u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t) dt + Kd * de(t)/dt其中,u(t)为控制信号,Kp、Ki、Kd为三个参数,e(t)为输入信号与反馈信号的差异,de(t)/dt为误差变化率。
比例项(Proportional)是根据输入信号和反馈信号之间的差异进行比例放大,用于补偿系统中的静态误差。
增大比例参数Kp可提高系统的响应速度,但可能导致系统的超调和震荡。
积分项(Integral)是对误差的累积进行补偿,用于消除系统中的稳态误差。
增大积分参数Ki可提高系统的稳态精度,但可能导致系统的超调和震荡。
微分项(Derivative)是根据误差的变化率进行补偿,用于预测系统的未来状态,减小系统的超调和震荡。
增大微分参数Kd可提高系统的稳定性,但可能导致系统的响应速度变慢。
参数整定是确定PID控制器的参数数值,使得系统的控制性能达到最优。
一种常用的方法是经验整定法,即根据经验规则或者试错法对参数进行调整。
以下是一种常见的整定方法,调整比例参数Kp、积分参数Ki和微分参数Kd。
首先,将积分参数Ki和微分参数Kd设为0,只调整比例参数Kp。
增大Kp至系统出现轻微超调,然后再略微减小Kp,使系统稳定。
此时可以得到比例增益Kp。
然后,调整积分参数Ki。
先增大Ki至系统的稳定性能有所改善,然后再略微减小Ki,使系统更加稳定,避免超调或震荡。
最后,调整微分参数Kd。
增大Kd可提高系统的稳定性和响应速度,但过大的Kd可能导致系统出现震荡或振荡。
根据系统的特性,逐步增大Kd,并观察系统的响应,找到一个合适的Kd值。
整定参数时,可以通过试错法进行反复调整,根据系统的实际响应情况来优化参数的数值。