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樓主  發(fā)表于: 2009-12-08 10:25
當(dāng)今的自動(dòng)控制技術(shù)都是基于反饋的概念。反饋理論的要素包括三個(gè)部分:測(cè)量、比較和執(zhí)行。測(cè)量關(guān)心的變量,與期望值相比較,用這個(gè)誤差糾正調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應(yīng)。
  這個(gè)理論和應(yīng)用自動(dòng)控制的關(guān)鍵是,做出正確的測(cè)量和比較后,如何才能更好地糾正系統(tǒng)。
  PID(比例-積分-微分)控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有50多年歷史,現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。PID控制器簡(jiǎn)單易懂,使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件,因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。
  PID控制器由比例單元(P)、積分單元(I)和微分單元(D)組成。其輸入e (t)與輸出u (t)的關(guān)系為
  u(t)=kp(e((t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt) 式中積分的上下限分別是0和t
  因此它的傳遞函數(shù)為:G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)
  其中kp為比例系數(shù); TI為積分時(shí)間常數(shù); TD為微分時(shí)間常數(shù)
  它由于用途廣泛、使用靈活,已有系列化產(chǎn)品,使用中只需設(shè)定三個(gè)參數(shù)(Kp, Ti和Td)即可。在很多情況下,并不一定需要全部三個(gè)單元,可以取其中的一到兩個(gè)單元,但比例控制單元是必不可少的。
  首先,PID應(yīng)用范圍廣。雖然很多工業(yè)過程是非線性或時(shí)變的,但通過對(duì)其簡(jiǎn)化可以變成基本線性和動(dòng)態(tài)特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng),這樣PID就可控制了。
  其次,PID參數(shù)較易整定。也就是,PID參數(shù)Kp,Ti和Td可以根據(jù)過程的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)整定。如果過程的動(dòng)態(tài)特性變化,例如可能由負(fù)載的變化引起系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性變化,PID參數(shù)就可以重新整定。
  第三,PID控制器在實(shí)踐中也不斷的得到改進(jìn),下面兩個(gè)改進(jìn)的例子。
  在工廠,總是能看到許多回路都處于手動(dòng)狀態(tài),原因是很難讓過程在“自動(dòng)”模式下平穩(wěn)工作。由于這些不足,采用PID的工業(yè)控制系統(tǒng)總是受產(chǎn)品質(zhì)量、安全、產(chǎn)量和能源浪費(fèi)等問題的困擾。PID參數(shù)自整定就是為了處理PID參數(shù)整定這個(gè)問題而產(chǎn)生的,F(xiàn)在,自動(dòng)整定或自身整定的PID控制器已是商業(yè)單回路控制器和分散控制系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
  在一些情況下針對(duì)特定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的PID控制器控制得很好,但它們?nèi)源嬖谝恍﹩栴}需要解決:
  如果自整定要以模型為基礎(chǔ),為了PID參數(shù)的重新整定在線尋找和保持好過程模型是較難的。閉環(huán)工作時(shí),要求在過程中插入一個(gè)測(cè)試信號(hào)。這個(gè)方法會(huì)引起擾動(dòng),所以基于模型的PID參數(shù)自整定在工業(yè)應(yīng)用不是太好。
  如果自整定是基于控制律的,經(jīng)常難以把由負(fù)載干擾引起的影響和過程動(dòng)態(tài)特性變化引起的影響區(qū)分開來,因此受到干擾的影響控制器會(huì)產(chǎn)生超調(diào),產(chǎn)生一個(gè)不必要的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換。另外,由于基于控制律的系統(tǒng)沒有成熟的穩(wěn)定性分析方法,參數(shù)整定可靠與否存在很多問題。
  因此,許多自身整定參數(shù)的PID控制器經(jīng)常工作在自動(dòng)整定模式而不是連續(xù)的自身整定模式。自動(dòng)整定通常是指根據(jù)開環(huán)狀態(tài)確定的簡(jiǎn)單過程模型自動(dòng)計(jì)算PID參數(shù)。
  PID在控制非線性、時(shí)變、耦合及參數(shù)和結(jié)構(gòu)不確定的復(fù)雜過程時(shí),工作地不是太好。最重要的是,如果PID控制器不能控制復(fù)雜過程,無論怎么調(diào)參數(shù)都沒用。
  雖然有這些缺點(diǎn),PID控制器是最簡(jiǎn)單的有時(shí)卻是最好的控制器
  目前工業(yè)自動(dòng)化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志。同時(shí),控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個(gè)階段。智能控制的典型實(shí)例是模糊全自動(dòng)洗衣機(jī)等。自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個(gè)控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輸入輸出接口?刂破鞯妮敵鼋(jīng)過輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu),加到被控系統(tǒng)上;控制系統(tǒng)的被控量,經(jīng)過傳感器,變送器,通過輸入接口送到控制器。不同的控制系統(tǒng),其傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)是不一樣的。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(儀表)已經(jīng)很多,產(chǎn)品已在工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用,有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品,各大公司均開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器 (intelligent regulator),其中PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實(shí)現(xiàn)。有利用PID控制實(shí)現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位控制器,能實(shí)現(xiàn)PID控制功能的可編程控制器(PLC),還有可實(shí)現(xiàn)PID控制的PC系統(tǒng)等等。 可編程控制器(PLC) 是利用其閉環(huán)控制模塊來實(shí)現(xiàn)PID控制,而可編程控制器(PLC)可以直接與ControlNet相連,如Rockwell的PLC-5等。還有可以實(shí)現(xiàn) PID控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix產(chǎn)品系列,它可以直接與ControlNet相連,利用網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程控制功能。
  1、開環(huán)控制系統(tǒng)
  開環(huán)控制系統(tǒng)(open-loop control system)是指被控對(duì)象的輸出(被控制量)對(duì)控制器(controller)的輸出沒有影響。在這種控制系統(tǒng)中,不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環(huán)回路。
  2、閉環(huán)控制系統(tǒng)
  閉環(huán)控制系統(tǒng)(closed-loop control system)的特點(diǎn)是系統(tǒng)被控對(duì)象的輸出(被控制量)會(huì)反送回來影響控制器的輸出,形成一個(gè)或多個(gè)閉環(huán)。閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負(fù)反饋,若反饋信號(hào)與系統(tǒng)給定值信號(hào)相反,則稱為負(fù)反饋( Negative Feedback),若極性相同,則稱為正反饋,一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負(fù)反饋,又稱負(fù)反饋控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的例子很多。比如人就是一個(gè)具有負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng),眼睛便是傳感器,充當(dāng)反饋,人體系統(tǒng)能通過不斷的修正最后作出各種正確的動(dòng)作。如果沒有眼睛,就沒有了反饋回路,也就成了一個(gè)開環(huán)控制系統(tǒng)。另例,當(dāng)一臺(tái)真正的全自動(dòng)洗衣機(jī)具有能連續(xù)檢查衣物是否洗凈,并在洗凈之后能自動(dòng)切斷電源,它就是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
  3、階躍響應(yīng)
  階躍響應(yīng)是指將一個(gè)階躍輸入(step function)加到系統(tǒng)上時(shí),系統(tǒng)的輸出。穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)的響應(yīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后,系統(tǒng)的期望輸出與實(shí)際輸出之差?刂葡到y(tǒng)的性能可以用穩(wěn)、準(zhǔn)、快三個(gè)字來描述。穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性(stability),一個(gè)系統(tǒng)要能正常工作,首先必須是穩(wěn)定的,從階躍響應(yīng)上看應(yīng)該是收斂的;準(zhǔn)是指控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、控制精度,通常用穩(wěn)態(tài)誤差來(Steady-state error)描述,它表示系統(tǒng)輸出穩(wěn)態(tài)值與期望值之差;快是指控制系統(tǒng)響應(yīng)的快速性,通常用上升時(shí)間來定量描述。
  4、PID控制的原理和特點(diǎn)
  在工程實(shí)際中,應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制,簡(jiǎn)稱PID控制,又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史,它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握,或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí),控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí),系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定,這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象,或不能通過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí),最適合用PID控制技術(shù)。PID控制,實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差,利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。
  比例(P)控制
  比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差(Steady-state error)。
  積分(I)控制
  在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng),如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差,則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)(System with Steady-state Error)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差,在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分,隨著時(shí)間的增加,積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣,即便誤差很小,積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大,它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小,直到等于零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。
  微分(D)控制
  在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分(即誤差的變化率)成正比關(guān)系。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后(delay)組件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”,即在誤差接近零時(shí),抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說,在控制器中僅引入 “比例”項(xiàng)往往是不夠的,比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”,它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì),這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零,甚至為負(fù)值,從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象,比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。
  5、PID控制器的參數(shù)整定
  PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多,概括起來有兩大類:一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,經(jīng)過理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用,還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法,它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn),直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行,且方法簡(jiǎn)單、易于掌握,在工程實(shí)際中被廣泛采用。PID控制器參數(shù)的工程整定方法,主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點(diǎn),其共同點(diǎn)都是通過試驗(yàn),然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù),都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善。現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進(jìn)行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下:(1)首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作;(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié),直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩,記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期;(3)在一定的控制度下通過公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。
  在實(shí)際調(diào)試中,只能先大致設(shè)定一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值,然后根據(jù)調(diào)節(jié)效果修改。
  對(duì)于溫度系統(tǒng):P(%)20--60,I(分)3--10,D(分)0.5--3
  對(duì)于流量系統(tǒng):P(%)40--100,I(分)0.1--1
  對(duì)于壓力系統(tǒng):P(%)30--70,I(分)0.4--3
  對(duì)于液位系統(tǒng):P(%)20--80,I(分)1--5
  參數(shù)整定找最佳,從小到大順序查
  先是比例后積分,最后再把微分加
  曲線振蕩很頻繁,比例度盤要放大
  曲線漂浮繞大灣,比例度盤往小扳
  曲線偏離回復(fù)慢,積分時(shí)間往下降
  曲線波動(dòng)周期長(zhǎng),積分時(shí)間再加長(zhǎng)
  曲線振蕩頻率快,先把微分降下來
  動(dòng)差大來波動(dòng)慢。微分時(shí)間應(yīng)加長(zhǎng)
  理想曲線兩個(gè)波,前高后低4比1
  一看二調(diào)多分析,調(diào)節(jié)質(zhì)量不會(huì)低
  PID控制實(shí)現(xiàn)
  1 . PID 的反饋邏輯
  各種變頻器的反饋邏輯稱謂各不相同,甚至有類似的稱謂而含義相反的情形。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以所選用變頻器的說明書介紹為準(zhǔn)。所謂反饋邏輯,是指被控物理量經(jīng)傳感器檢測(cè)到的反饋信號(hào)對(duì)變頻器輸出頻率的控制極性。例如中央空調(diào)系統(tǒng)中,用回水溫度控制調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率和水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速。冬天制熱時(shí),如果回水溫度偏低,反饋信號(hào)減小,說明房間溫度低,要求提高變頻器輸出頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速,加大熱水的流量;而夏天制冷時(shí),如果回水溫度偏低,反饋信號(hào)減小,說明房間溫度過低,可以降低變頻器的輸出頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)速.減少冷水的流量。由上可見,同樣是溫度偏低,反饋信號(hào)減小,但要求變頻器的頻率變化方向卻是相反的。這就是引入反饋邏輯的原由。幾種變頻器反饋邏輯的功能選擇見表 1 。
  2 .打開 PID 功能
  要實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的 PID 控制功能,首先應(yīng)將 PID 功能預(yù)置為有效。具體方法有兩種:一是通過變頻器的功能參數(shù)碼預(yù)置,例如,康沃 CVF-G2 系列變頻器,將參數(shù) H-48 設(shè)為 O 時(shí),則無 PID 功能;設(shè)為 1 時(shí)為普通 PID 控制;設(shè)為 2 時(shí)為恒壓供水 PID 。二是由變頻器的外接多功能端子的狀態(tài)決定。例如安川 CIMR-G 7A 系列變頻器,如圖 1 所示,在多功能輸入端子 Sl-S10 中任選一個(gè),將功能碼 H1-01 ~ H1-10( 與端子 S1-S10 相對(duì)應(yīng) ) 預(yù)置為 19 ,則該端子即具有決定 PI[) 控制是否有效的功能,該端子與公共端子 SC “ ON ”時(shí)無效,“ OFF ”時(shí)有效。應(yīng)注意的是.大部分變頻器兼有上述兩種預(yù)置方式,但有少數(shù)品牌的變頻器只有其中的一種方式。
  在一些控制要求不十分嚴(yán)格的系統(tǒng)中,有時(shí)僅使用 PI 控制功能、不啟動(dòng) D 功能就能滿足需要,這樣的系統(tǒng)調(diào)試過程比較簡(jiǎn)單。
  3 .目標(biāo)信號(hào)與反饋信號(hào)
  欲使變頻系統(tǒng)中的某一個(gè)物理量穩(wěn)定在預(yù)期的目標(biāo)值上,變頻器的 PID 功能電路將反饋信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)不斷地進(jìn)行比較,并根據(jù)比較結(jié)果來實(shí)時(shí)地調(diào)整輸出頻率和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。所以,變頻器的 PID 控制至少需要兩種控制信號(hào):目標(biāo)信號(hào)和反饋信號(hào)。這里所說的目標(biāo)信號(hào)是某物理量預(yù)期穩(wěn)定值所對(duì)應(yīng)的電信號(hào),亦稱目標(biāo)值或給定值;而該物理量通過傳感器測(cè)量到的實(shí)際值對(duì)應(yīng)的電信號(hào)稱為反饋信號(hào),亦稱反饋量或當(dāng)前值。 PID 控制的功能示意圖見圖 2 。圖中有一個(gè) PID 開關(guān)?赏ㄟ^變頻器的功能參數(shù)設(shè)置使 PID 功能有效或無效。 PID 功能有效時(shí),由 PID 電路決定運(yùn)行頻率; PID 功能無效時(shí),由頻率設(shè)定信號(hào)決定運(yùn)行頻率。 PID 開關(guān)、動(dòng)作選擇開關(guān)和反饋信號(hào)切換開關(guān)均由功能參數(shù)的設(shè)置決定其工作狀態(tài)。
  4 .目標(biāo)值給定
  如何將目標(biāo)值 ( 目標(biāo)信號(hào) ) 的命令信息傳送給變頻器,各種變頻器選擇了不同的方法,而歸結(jié)起來大體上有如下兩種方案:一是自動(dòng)轉(zhuǎn)換法,即變頻器預(yù)置 PID 功能有效時(shí),其開環(huán)運(yùn)行時(shí)的頻率給定功能自動(dòng)轉(zhuǎn)為目標(biāo)值給定.如表 2 中的安川 CIMR-G 7A 與富士 P11S 變頻器。二是通道選擇法,如表 2 中的康沃 CVF-G2 、森蘭 SB12 和普傳 P17000 系列變頻器。
  以上介紹了目標(biāo)信號(hào)的輸入通道,接著要確定目標(biāo)值的大小。由于目標(biāo)信號(hào)和反饋信號(hào)通常不是同一種物理量。難以進(jìn)行直接比較,所以,大多數(shù)變頻器的目標(biāo)信號(hào)都用傳感器量程的百分?jǐn)?shù)來表示。例如,某儲(chǔ)氣罐的空氣壓力要求穩(wěn)定在 1 . 2MPa ,壓力傳感器的量程為 2MPa ,則與 1 . 2MPa 對(duì)應(yīng)的百分?jǐn)?shù)為 60 %,目標(biāo)值就是 60 %。而有的變頻器的參數(shù)列表中,有與傳感器量程上下限值對(duì)應(yīng)的參數(shù),例如富士 P11S 變頻器,將參數(shù) E40( 顯示系數(shù) A) 設(shè)為 2 ,即壓力傳感器的量程上限 2MPa :參數(shù) E41( 顯示系數(shù) B) 設(shè)為 0 ,即量程下限為 0 ,則目標(biāo)值為 1 . 2 。即壓力穩(wěn)定值為 1 . 2 MPa 。目標(biāo)值即是預(yù)期穩(wěn)定值的絕對(duì)值。
  5 .反饋信號(hào)的連接
  各種變頻器都有若干個(gè)頻率給定輸入端,在這些輸入端子中,如果已經(jīng)確定一個(gè)為目標(biāo)信號(hào)的輸入通道,則其他輸入端子均可作為反饋信號(hào)的輸入端?赏ㄟ^相應(yīng)的功能參數(shù)碼選擇其中的一個(gè)使用。比較典型的幾種變頻器反饋信號(hào)通道選擇見表 3 。
  6 . P 、 I 、 D 參數(shù)的預(yù)置與調(diào)整
  (1) 比例增益 P
  變頻器的 PID 功能是利用目標(biāo)信號(hào)和反饋信號(hào)的差值來調(diào)節(jié)輸出頻率的,一方面,我們希望目標(biāo)信號(hào)和反饋信號(hào)無限接近,即差值很小,從而滿足調(diào)節(jié)的精度:另一方面,我們又希望調(diào)節(jié)信號(hào)具有一定的幅度,以保證調(diào)節(jié)的靈敏度。解決這一矛盾的方法就是事先將差值信號(hào)進(jìn)行放大。比例增益 P 就是用來設(shè)置差值信號(hào)的放大系數(shù)的。任何一種變頻器的參數(shù) P 都給出一個(gè)可設(shè)置的數(shù)值范圍,一般在初次調(diào)試時(shí), P 可按中間偏大值預(yù)置.或者暫時(shí)默認(rèn)出廠值,待設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)再按實(shí)際情況細(xì)調(diào)。
  (2) 積分時(shí)間
  如上所述.比例增益 P 越大,調(diào)節(jié)靈敏度越高,但由于傳動(dòng)系統(tǒng)和控制電路都有慣性,調(diào)節(jié)結(jié)果達(dá)到最佳值時(shí)不能立即停止,導(dǎo)致“超調(diào)”,然后反過來調(diào)整,再次超調(diào),形成振蕩。為此引入積分環(huán)節(jié) I ,其效果是,使經(jīng)過比例增益 P 放大后的差值信號(hào)在積分時(shí)間內(nèi)逐漸增大 ( 或減小 ) ,從而減緩其變化速度,防止振蕩。但積分時(shí)間 I 太長(zhǎng),又會(huì)當(dāng)反饋信號(hào)急劇變化時(shí),被控物理量難以迅速恢復(fù)。因此, I 的取值與拖動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān):拖動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)較小時(shí),積分時(shí)間應(yīng)短些;拖動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)較大時(shí),積分時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)些。
  (3) 微分時(shí)間 D
  微分時(shí)間 D 是根據(jù)差值信號(hào)變化的速率,提前給出一個(gè)相應(yīng)的調(diào)節(jié)動(dòng)作,從而縮短了調(diào)節(jié)時(shí)間,克服因積分時(shí)間過長(zhǎng)而使恢復(fù)滯后的缺陷。 D 的取值也與拖動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān):拖動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)較小時(shí),微分時(shí)間應(yīng)短些;反之,拖動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)較大時(shí), 微分時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)些。
  (4)P 、 I 、 D 參數(shù)的調(diào)整原則
  P 、 I 、 D 參數(shù)的預(yù)置是相輔相成的,運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行如下細(xì)調(diào):被控物理量在目標(biāo)值附近振蕩,首先加大積分時(shí)間 I ,如仍有振蕩,可適當(dāng)減小比例增益 P 。被控物理量在發(fā)生變化后難以恢復(fù),首先加大比例增益 P ,如果恢復(fù)仍較緩慢,可適當(dāng)減小積分時(shí)間 I ,還可加大微分時(shí)間 D 。
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