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没有一种控制算法比 PID 调节规律更有效、更方便的了。现在一些时髦点的调节器基本源自 PID。甚至可以这样说:PID 调节器是其它控制调节算法的根源。为什么 PID 应用如此广泛、又长久不衰? 因为 PID 解决了自动控制理论所要解决的最基本问题,既系统的稳定性、快速性和准确性。调节 PID 的参数,可实现在系统稳定的前提下,兼顾系统的带载能力和抗扰能力,同时,在 PID 调节器中引入积分项,系统增加了一个零积点,使之成为一阶或一阶以上的系统,这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。 由于自动控制系统被控对象的千差万别,PID 的参数也必须随之变化,以满足系统的性能要求。这就给使用者带来相当的麻烦,特别是对初学者。下面简单介绍一下调试 PID 参数的一般步骤: 1.负反馈 自动控制理论也被称为负反馈控制理论。首先检查系统接线,确定系统的反馈为负反馈。例如电机调速系统,输入信号为正,要求电机正转时,反馈信号也为正(PID 算法时,误差=输入-反馈),同时电机转速越高,反馈信号越大。其余系统同此方法。 2.PID 调试一般原则 a. 在输出不振荡时,增大比例增益 P。 b. 在输出不振荡时,减小积分时间常数 Ti。 c. 在输出不振荡时,增大微分时间常数 Td。 3.一般步骤 a. 确定比例增益 P 确定比例增益 P 时,首先去掉 PID 的积分项和微分项,一般是令Ti=0、Td=0(具体见 PID 的参数设定说明),使 PID 为纯比例调节。输入 设定为系统允许的最大值的 60%~70%,由 0 逐渐加大比例增益 P,直至系统出现振荡;再反过来,从此时的比例增益 P 逐渐减小,直至系统振 荡消失,记录此时的比例增益 P,设定 PID 的比例增益 P 为当前值的 60%~70%。比例增益 P 调试完成。 b. 确定积分时间常数 Ti 比例增益P确定后,设定一个较大的积分时间常数 Ti 的初值,然后逐渐减小 Ti,直至系统出现振荡,之后在反过来,逐渐加大 Ti,直至系统振 荡消失。记录此时的 Ti,设定 PID 的积分时间常数 Ti 为当前值的 150%~180%。积分时间常数 Ti 调试完成。 c. 确定积分时间常数 Td 。 积分时间常数 Td 一般不用设定,为 0 即可。若要设定,与确定 P 和 Ti 的方法相同,取不振荡时的 30%。 d. 系统空载、带载联调,再对 PID 参数进行微调,直至满足要求。 |