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但是
稳定期太长。如Kp01时,经过了96个周期,仍然没有达到稳定状态。也许
某些系统上,过长的稳定时间是不被允许的。我们分析一下为什么会稳定时间如此之慢呢,这是因为过小的
Kp值,使得每次的控制量非常小,对系统的影响也非常有限,那么我们能不能引入一个量,就是看一下几个周期内温度的偏差情况,如果偏差依然很大,就加大控制量,从而减少稳定时间呢?
答案也是肯定的,我们将前面5周期的温度偏差相加,得到温度偏差的累计值,也就是温度偏差的积分,再乘以一个系数Ki,得到积分控制量,并将积分控制量叠加到总的控制量中去。
下图是当Kp取01时,不同的Ki对温度控制的影响:Ki001,没有超温,第59周期稳Ki0018,最高8009度,第34周
f定
期稳定
Ki005,震荡,最高9114度,第Ki018,失稳60周期稳定
可见,当Ki取较小的值,对缩短稳定时间的作用不明显,而当Kd取较大的值,又会导致系统失稳。
七、PID控制到了做一个小小的总结的时候了,在PID控制系统中,P的作用
是让实际温度达到设定温度,并且P控制量是主角,它对系统达到设定值起了主要作用。
为了减少震荡的产生,我们引入了微分控制,选择适当的微分控制系数,可以降低超温幅度。
f为了缩短稳定时间,我们引入了积分控制,选择适当的积分控制系数,可以明显缩短稳定时间。
该如何设定这3个值,才能又稳定,又准确,又快速的调节实际温度呢,这就是PID参数的整定。
如在P控制中,我们已经知道当Kp025时,就算没有Ki和Kd,也只需要24个周期就能稳定,并且最高温度也只有8004度。
那么能不能适当的调节Kp、Ki和Kd的值,使得超温更小,稳定时间更短呢?通过尝试,可以得到当Kp025,Ki002,Kd0031时,只需要21个周期就达到稳定,并且始终没有超温。
这就是PID整定对系统的影响。八、结语
fPID控制被广泛的用在自动控制领域,有些场合只需要P控制就可以满足要求,另外一些场合需要用PI或者PD,或者PID。PID的难点不在理解原理,而是如何设定这三个系数的值,从而使系统又快,又稳,又准的达到设定工作参数。
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