12345d
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楼主  发表于: 2013-09-04 14:44
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下:(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
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。
比例I/微分D=2,具体值可根据仪表定,再调整比例带P,P过头,到达稳定的时间长,P太短,会震荡,永远也打不到设定要求。
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。
书上的常用口诀:
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;
一看二调多分析,调节质量不会低。
经过多年的工作经验,我个人认为PID参数的设置的大小,一方面是要根据控制对象的具体情况而定;另一方面是经验。P是解决幅值震荡,P大了会出现幅值震荡的幅度大,但震荡频率小,系统达到稳定时间长;I是解决动作响应的速度快慢的,I大了响应速度慢,反之则快;D是消除静态误差的,一般D设置都比较小,而且对系统影响比较小。对于温度控制系统P在5-10%之间;I在180-240s之间;D在30以下。对于压力控制系统P在30-60%之间;I在30-90s之间;D在30以下。
这里介绍一种经验法。这种方法实质上是一种试凑法,它是在生产实践中总结出来的行之有效的方法,并在现场中得到了广泛的应用。
这种方法的基本程序是先根据运行经验,确定一组调节器参数,并将系统投入闭环运行,然后人为地加入阶跃扰动(如改变调节器的给定值),观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意,则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验,直到满意为止。
经验法简单可靠,但需要有一定现场运行经验,整定时易带有主观片面性。当采用PID调节器时,有多个整定参数,反复试凑的次数增多,不易得到最佳整定参数。
下面以PID调节器为例,具体说明经验法的整定步骤:
A. 让调节器参数积分系数S0=0,实际微分系数k=0,控制系统投入闭环运行,由小到大改变比例系数S1,让扰动信号作阶跃变化,观察控制过程,直到获得满意的控制过程为止。
B. 取比例系数S1为当前的值乘以0.83,由小到大增加积分系数S0,同样让扰动信号作阶跃变化,直至求得满意的控制过程。
C. 积分系数S0保持不变,改变比例系数S1,观察控制过程有无改善,如有改善则继续调整,直到满意为止。否则,将原比例系数S1增大一些,再调整积分系数S0,力求改善控制过程。如此反复试凑,直到找到满意的比例系数S1和积分系数S0为止。
D. 引入适当的实际微分系数k和实际微分时间TD,此时可适当增大比例系数S1和积分系数S0。和前述步骤相同,微分时间的整定也需反复调整,直到控制过程满意为止。
PID参数是根据控制对象的惯量来确定的。大惯量如:大烘房的温度控制,一般P可在10以上,I=3-10,D=1左右。小惯量如:一个小电机带一台水泵进行压力闭环控制,一般只用PI控制。P=1-10,I=0.1-1,D=0,这些要在现场调试时进行修正的。

STEP 7 Micro/WIN V4.0的PID向导子程序原理
........PID向导向导完成以后将会生成一个PID子程序,在程序中只需调用这个PID子程序即可。要正确设置PID向导中的参数,就必须了解这个PID子程序的原理。PID子程序的控制原理如下所述。
........假设:给定值=X,给定值上限=A,给定值下限=B;反馈值=Y,反馈值上限=C,反馈值下限=D,那么PID子程序是这样进行控制调节的——根据PID参数和控制方式(正作用/反作用)来调节输出,使下列的等式达到平衡:(X-B)/(A-B)=(Y-D)/(C-D)。
........知道了这个原理,设置给定值和反馈值的上下限就方便了。一般情况下这样设置:把给定值看成工程量,例如需要控制的范围(实际工程量的波动范围)是4-10公斤的压力,那么给定值下限就设置为4,给定值上限就设置为10;直接把传感器的输出作为反馈值,而事实上4公斤的时候传感器的输出值是8000,10公斤的时候传感器的输出值是32000,那么反馈值下限就设置为8000,反馈值上限就设置为32000。
........当然,设定的方法还有很多,请自己变通——给定值和反馈值都换算成工程量或都换算成数字量等,都可以,只要保证上面那个等式符合实际工艺,达到预期控制效果就可以了。

yujunsiwei
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1楼  发表于: 2013-09-04 16:13
   谢谢,学习了
杨刚1234567
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2楼  发表于: 2013-12-28 18:21
求西门子200PID增量式自整定例子
PLC型号:214-2AS23-OXB8
                    231-7PD22-OXA8
输入:K型热电偶
输出:固态继电器
要求:自整定像智能仪表一样整定
邮箱:762995938@qq.com
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altis1800
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3楼  发表于: 2014-04-08 13:57
謝的很棒~謝謝樓主