沒有一種控制算法比pid調(diào)節(jié)規(guī)律更有效、更方便的了?,F(xiàn)在一些時髦點的調(diào)節(jié)器基本源自pid。甚至可以這樣說:pid調(diào)節(jié)器是其它控制調(diào)節(jié)算法的嗎。
為什么pid應用如此廣泛、又長久不衰?
因為pid解決了自動控制理論所要解決的最基本問題,既系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準確性。調(diào)節(jié)pid的參數(shù),可實現(xiàn)在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,兼顧系統(tǒng)的帶載能力和抗擾能力,同時,在pid調(diào)節(jié)器中引入積分項,系統(tǒng)增加了一個零積點,使之成為一階或一階以上的系統(tǒng),這樣系統(tǒng)階躍響應的穩(wěn)態(tài)誤差就為零。
由于自動控制系統(tǒng)被控對象的千差萬別,pid的參數(shù)也必須隨之變化,以滿足系統(tǒng)的性能要求。這就給使用者帶來相當?shù)穆闊?,特別是對初學者。下面簡單介紹一下調(diào)試pid參數(shù)的一般步驟:
1.負反饋
自動控制理論也被稱為負反饋控制理論。首先檢查系統(tǒng)接線,確定系統(tǒng)的反饋為負反饋。例如電機調(diào)速系統(tǒng),輸入信號為正,要求電機正轉(zhuǎn)時,反饋信號也為正(pid算法時,誤差=輸入-反饋),同時電機轉(zhuǎn)速越高,反饋信號越大。其余系統(tǒng)同此方法。
2.pid調(diào)試一般原則
a.在輸出不振蕩時,增大比例增益p。
b.在輸出不振蕩時,減小積分時間常數(shù)ti。
c.在輸出不振蕩時,增大微分時間常數(shù)td。
3.一般步驟
a.確定比例增益p
確定比例增益p 時,首先去掉pid的積分項和微分項,一般是令ti=0、td=0(具體見pid的參數(shù)設(shè)定說明),使pid為純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許的最大值的60%~70%,由0逐漸加大比例增益p,直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩;再反過來,從此時的比例增益p逐漸減小,直至系統(tǒng)振蕩消失,記錄此時的比例增益p,設(shè)定pid的比例增益p為當前值的60%~70%。比例增益p調(diào)試完成。
b.確定積分時間常數(shù)ti
比例增益p確定后,設(shè)定一個較大的積分時間常數(shù)ti的初值,然后逐漸減小ti,直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩,之后在反過來,逐漸加大ti,直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時的ti,設(shè)定pid的積分時間常數(shù)ti為當前值的150%~180%。積分時間常數(shù)ti調(diào)試完成。
c.確定積分時間常數(shù)td
積分時間常數(shù)td一般不用設(shè)定,為0即可。若要設(shè)定,與確定 p和ti的方法相同,取不振蕩時的30%。
d.系統(tǒng)空載、帶載聯(lián)調(diào),再對pid參數(shù)進行微調(diào),直至滿足要求。