前言：

如何調(diào)整 PID 控制器？讓我們討論一下 PID 參數(shù)是什么以及如何使用它們。在我們之前的文章中，什么是 PID 調(diào)整參數(shù)？，我們提供了幾個(gè)受控過(guò)程的簡(jiǎn)單示例，并開(kāi)始解釋 PID 控制器的特定術(shù)語(yǔ)。

如前所述，您可以啟用每個(gè)參數(shù)，即比例、積分和微分項(xiàng)。

現(xiàn)在讓我們討論一下這些參數(shù)是什么以及如何使用它們。

一、PID控制器

用最簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，控制器計(jì)算 P、I 和 D 動(dòng)作，并將每個(gè)參數(shù)乘以誤差或 E，它等于直接作用中的 SP-PV，如前所述。然后，將所有參數(shù)計(jì)算加起來(lái)以產(chǎn)生控制變量。

不幸的是，沒(méi)有關(guān)于參數(shù)術(shù)語(yǔ)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。以下是今天發(fā)現(xiàn)的一些用途：

1、PID 整定 比例項(xiàng)

比例項(xiàng)，通常稱為P常數(shù)，可以稱為比例增益或只是增益，它不是一個(gè)單位，而是一個(gè)比率。此參數(shù)也可稱為比例帶，以百分比為單位進(jìn)行測(cè)量。

該參數(shù)可以稱為K P、Gain 或其他。這是決定系統(tǒng)響應(yīng)速度的參數(shù)。所指的名稱因制造商而異。

– 對(duì)于使用術(shù)語(yǔ)增益的控制器，將此調(diào)諧參數(shù)調(diào)高可能會(huì)導(dǎo)致更敏感、更不穩(wěn)定的環(huán)路。

– 相反，在帶有比例帶單元的控制器上，降低此調(diào)整參數(shù)會(huì)以相同的方式影響回路。

請(qǐng)記住這一點(diǎn)，了解您擁有的控制器類型對(duì)于確保正確調(diào)整參數(shù)至關(guān)重要。

2、PID 整定積分項(xiàng)

積分項(xiàng)或 常稱為重置的I常數(shù) 也可以用不同的方式表示，例如：

– 每秒重復(fù)，

– 每次重復(fù)的秒數(shù)，

– 每分鐘重復(fù)一次，

– 每次重復(fù)分鐘。

無(wú)論測(cè)量類型如何，積分都是信號(hào)報(bào)告的所有值的總和，從您開(kāi)始計(jì)數(shù)到完成計(jì)數(shù)或繪制曲線下的面積捕獲。該參數(shù)可以稱為K i、T i或其他。此參數(shù)確定消除穩(wěn)態(tài)誤差的速度。

由于測(cè)量的不同，這個(gè)參數(shù)可能沒(méi)有那么直觀。

簡(jiǎn)而言之，每次重復(fù)測(cè)量的分鐘值越小將產(chǎn)生更大的積分作用，而每分鐘重復(fù)測(cè)量的較大值將產(chǎn)生更大的積分作用。

3、PID 整定微分項(xiàng)

導(dǎo)數(shù)或D常數(shù)單位通常為秒或分鐘。

導(dǎo)數(shù)常數(shù)的目的是預(yù)測(cè)變化。導(dǎo)數(shù)作用作用于過(guò)程變量中測(cè)量的變化率。

這個(gè)參數(shù)的值基本上意味著你想預(yù)測(cè)未來(lái)多遠(yuǎn)的變化率。此參數(shù)有助于在您的循環(huán)中創(chuàng)建更快的響應(yīng)以及更好的執(zhí)行循環(huán)。

然而，由于微分項(xiàng)測(cè)量過(guò)程變量的變化率，過(guò)程變量必須是一個(gè)非常干凈的信號(hào)，意味著信號(hào)中沒(méi)有噪聲。因此，在控制中不經(jīng)常使用派生術(shù)語(yǔ)。

4、PID算法和參數(shù)

最常用的控制器是 PI。大多數(shù)流程都可以很好地使用這種類型的控制。P 和 PID 控制器偶爾使用，而 PD 控制器很少使用。

PID 控制器是非常復(fù)雜的設(shè)備，可能有許多可調(diào)參數(shù)。過(guò)程和算法類型也可能有所不同。PID控制器研究的其他參數(shù)是

– 系列算法，

– 理想算法，

– 并行算法，

– 過(guò)濾，

– 掃描時(shí)間，

– 抗飽和，

– 自我調(diào)節(jié)與集成過(guò)程，

– 反向作用，

• 死的時(shí)間，

– 滯后，

– E 導(dǎo)數(shù)或 PV 導(dǎo)數(shù)，

僅舉幾例

5、PID整定方法

由于調(diào)整最基本的 PID 回路存在固有的困難，因此這些比本基礎(chǔ)教程更高級(jí)的參數(shù)最好留給以后的課程或自我探索。

調(diào)整 PID 回路是一門科學(xué)，但最廣泛使用的調(diào)整方法是試錯(cuò)法。

還有其他方法需要一個(gè)多步驟的過(guò)程來(lái)確定您的數(shù)字應(yīng)該在哪里。

調(diào)整的目標(biāo)是確保在發(fā)生干擾后圍繞設(shè)定點(diǎn)的最小過(guò)程振蕩。

調(diào)整控制器的第一步是確定您可以進(jìn)行多少調(diào)整而不會(huì)對(duì)過(guò)程產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

跟廠里的人商量一下，如果調(diào)整PID控制器的參數(shù)不會(huì)有不良反應(yīng)，就可以開(kāi)始調(diào)整了。如果影響是有害的，您必須采取更加謹(jǐn)慎的方法。

顯然，根據(jù)這是新安裝還是現(xiàn)有工廠，您的方法會(huì)有所不同。在現(xiàn)有安裝中，您只是希望調(diào)整值并創(chuàng)建更穩(wěn)定的過(guò)程。

二：如何調(diào)整 PI 控制器

1、如果 PV 變化很快，如何調(diào)整 PI 控制器

因?yàn)?PI 控制器使用最廣泛，所以我們只會(huì)調(diào)整這些參數(shù)。正如我們已經(jīng)討論了 PID 項(xiàng)中測(cè)量的差異，在本教程中，我們將標(biāo)準(zhǔn)化增益和每分鐘重復(fù)次數(shù)。

直接進(jìn)入，如果您的過(guò)程變量隨著控制變量的變化而快速變化，您將以低增益開(kāi)始，可能低至 0.1，同時(shí)在每分鐘 1 到 10 次重復(fù)之間調(diào)整您的重置。

2、如果 PV 變化緩慢，如何調(diào)整 PI 控制器

相反，如果過(guò)程變量變化緩慢，則從較高的增益和較低的重置開(kāi)始，分別介于 2 和 8 之間以及 0.05 和 0.5 之間。

一次只調(diào)整一個(gè)參數(shù)并觀察結(jié)果。繼續(xù)，直到您獲得穩(wěn)定的過(guò)程。

一種更謹(jǐn)慎的方法是從低增益開(kāi)始，禁用積分和微分。

觀察過(guò)程并開(kāi)始通過(guò)將值加倍來(lái)逐步調(diào)整增益。當(dāng)過(guò)程開(kāi)始振蕩時(shí)，將增益值調(diào)低 50%。

使用一個(gè)小的積分值并觀察過(guò)程。將值逐漸加倍，直到發(fā)生振蕩，然后將積分減少 50%。

此時(shí)，您應(yīng)該在附近的某個(gè)地方，可以開(kāi)始微調(diào)過(guò)程。

結(jié)論：

正如您現(xiàn)在可能已經(jīng)猜到的那樣，關(guān)于這個(gè)主題還有很多東西要學(xué)習(xí)。但總而言之，您可能可以在大多數(shù)流程中使用PI控制器。確保您知道所選控制器的測(cè)量類型，并逐步調(diào)整 P 和 I 參數(shù)，直到實(shí)現(xiàn)良好的穩(wěn)定過(guò)程。

如果您對(duì) PID 調(diào)整或一般 PID 有任何疑問(wèn)，請(qǐng)?jiān)谖⑿殴娞?hào)中或者加微信留言，下面。我們會(huì)閱讀每條留言之后并盡量在 24 小時(shí)內(nèi)回復(fù)！如果您的問(wèn)題具有代表性，我們將單獨(dú)寫(xiě)一篇文章詳細(xì)說(shuō)明。

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