誰動了我的PID

2021-06-19 14:13:09 字數 2225 閱讀 5945

1,pid是乙個閉環控制演算法。因此要實現pid演算法,必須在硬體上具有閉環控制,就是得有反饋。比如控制乙個電機的轉速,就得有乙個測量轉速的感測器,並將結果反饋到控制路線上,下面也將以轉速控制為例。

2,pid是比例(p)、積分(i)、微分(d)控制演算法。但並不是必須同時具備這三種演算法,也可以是pd,pi,甚至只有p演算法控制。我以前對於閉環控制的乙個最樸素的想法就只有p控制,將當前結果反饋回來,再與目標相減,為正的話,就減速,為負的話就加速。現在知道這只是最簡單的閉環控制演算法。

3,比例(p)、積分(i)、微分(d)控制演算法各有作用:

比例,反應系統的基本(當前)偏差e(t),係數大,可以加快調節,減小誤差,但過大的比例使系統穩定性下降,甚至造成系統不穩定;

積分,反應系統的累計偏差

微分,反映系統偏差訊號的變化率e(t)-e(t-1),具有預見性,能預見偏差變化的趨勢,產生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調節作用消除,因此可以改善系統的動態效能。但是微分對雜訊干擾有放大作用,加強微分對系統抗干擾不利。

積分和微分都不能單獨起作用,必須與比例控制配合。

4,控制器的p,i,d項選擇。

下面將常用的各種控制規律的控制特點簡單歸納一下:

1、比例控制規律p:採用p控制規律能較快地克服擾動的影響,它的作用於輸出值較快,但不能很好穩定在乙個理想的數值,不良的結果是雖較能有效的克服擾動的影響,但有餘差出現。它適用於控制通道滯後較小、負荷變化不大、控制要求不高、被控引數允許在一定範圍內有餘差的場合。如:金彪公用工程部下設的水幫浦房冷、熱水池水位控制;油幫浦房中間油罐油位控制等。

2、比例積分控制規律(pi):在工程中比例積分控制規律是應用最廣泛的一種控制規律。積分能在比例的基礎上消除餘差,它適用於控制通道滯後較小、負荷變化不大、被控引數不允許有餘差的場合。如:在主線窯頭重油換向室中f1401到f1419號槍的重油流量控制系統;油幫浦房供油管流量控制系統;退火窯各區溫度調節系統等。

3、比例微分控制規律(pd):微分具有超前作用,對於具有容量滯後的控制通道,引入微分參與控制,在微分項設定得當的情況下,對於提高系統的動態效能指標,有著顯著效果。因此,對於控制通道的時間常數或容量滯後較大的場合,為了提高系統的穩定性,減小動態偏差等可選用比例微分控制規律。如:加熱型溫度控制、成分控制。需要說明一點,對於那些純滯後較大的區域裡,微分項是無能為力,而在測量訊號有雜訊或週期性振動的系統,則也不宜採用微分控制。如:大窯玻璃液位的控制。

4、例積分微分控制規律(pid):pid控制規律是一種較理想的控制規律,它在比例的基礎上引入積分,可以消除餘差,再加入微分作用,又能提高系統的穩定性。它適用於控制通道時間常數或容量滯後較大、控制要求較高的場合。如溫度控制、成分控制等。

鑑於d規律的作用,我們還必須了解時間滯後的概念,時間滯後包括容量滯後與純滯後。其中容量滯後通常又包括:測量滯後和傳送滯後。測量滯後是檢測元件在檢測時需要建立一種平衡,如熱電偶、熱電阻、壓力等響應較慢產生的一種滯後。而傳送滯後則是在感測器、變送器、執行機構等裝置產生的一種控制滯後。純滯後是相對與測量滯後的,在工業上,大多的純滯後是由於物料傳輸所致,如:大窯玻璃液位,在投料機動作到核子液位儀檢測需要很長的一段時間。

總之,控制規律的選用要根據過程特性和工藝要求來選取,決不是說pid控制規律在任何情況下都具有較好的控制效能,不分場合都採用是不明智的。如果這樣做,只會給其它工作增加複雜性,並給引數整定帶來困難。當採用pid控制器還達不到工藝要求,則需要考慮其它的控制方案。如串級控制、前饋控制、大滯後控制等。

5,公式:

數值pid的計算:

6,問題。kp,ti,td三個引數的設定是pid控制演算法的關鍵問題。一般說來程式設計時只能設定他們的大概數值,並在系統執行時通過反覆除錯來確定最佳值。因此除錯階段程式須得能隨時修改和記憶這三個引數。

7,引數的自整定。在某些應用場合,比如通用儀表行業,系統的工作物件是不確定的,不同的物件就得採用不同的引數值,沒法為使用者設定引數,就引入引數自整定的概念。實質就是在首次使用時,通過n次測量為新的工作物件尋找一套引數,並記憶下來作為以後工作的依據。

8,pid演算法流程圖:

誰動了我的PID

1,pid是乙個閉環控制演算法。因此要實現pid演算法,必須在硬體上具有閉環控制,就是得有反饋。比如控制乙個電機的轉速,就得有乙個測量轉速的感測器,並將結果反饋到控制路線上,下面也將以轉速控制為例。2,pid是比例 p 積分 i 微分 d 控制演算法。但並不是必須同時具備這三種演算法,也可以是pd,...

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