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產(chǎn)品簡(jiǎn)介
通化SIEMENS西門(mén)子S7-1500PLC模塊代理商
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上架日期:2020-09-24 21:41:42
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     PID調(diào)節(jié)步驟簡(jiǎn)介

    建議PID參數(shù)調(diào)節(jié)步驟:

    (1)前提條件:反饋信號(hào)是否穩(wěn)定,執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否正常以及控制器的正反作用。(確保PID在自動(dòng)模式下)

    (2)積分時(shí)間設(shè)置為無(wú)窮大INF(或9999.9),此時(shí)積分作用近似為0;將微分時(shí)間設(shè)置為0.0,此時(shí)微分作用為0 。然后開(kāi)始調(diào)節(jié)比例作用,逐步增大比例增益

    (3)當(dāng)過(guò)程變量達(dá)到給定值且在給定值上下波動(dòng),將調(diào)好的比例系數(shù)調(diào)整到50%~80%后,由大到小減小積分時(shí)間,直到過(guò)程值與設(shè)定值相等或無(wú)限接近

    PID調(diào)節(jié)有很多種方法,以上僅是建議步驟,也并未考慮微分作用,客戶依據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)節(jié),同時(shí)可以參考反饋與給定的曲線圖

    用戶經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問(wèn)題:嘗試了很多組PID參數(shù),都無(wú)法滿足控制器的要求, 此時(shí)需要考慮PID的采樣時(shí)間是否適合當(dāng)前系統(tǒng)。采樣時(shí)間就是對(duì)反饋進(jìn)行采樣的間隔。短于采樣時(shí)間間隔的信號(hào)變化是不能測(cè)量到的。采樣時(shí)間過(guò)短,兩次實(shí)測(cè)值的變化量太小,也不合適,而且增加PLC的運(yùn)算負(fù)擔(dān);采樣間隔過(guò)長(zhǎng),將會(huì)引起有用信號(hào)的丟失,使系統(tǒng)品質(zhì)變差,不能滿足擾動(dòng)變化比較快、或者速度響應(yīng)要求高的場(chǎng)合。除此以外,也有可能是系統(tǒng)自身的問(wèn)題,無(wú)法調(diào)節(jié)到穩(wěn)定,例如, 不規(guī)律的干擾,或者反饋信號(hào)不穩(wěn)定。

    4.3. 手動(dòng)調(diào)節(jié)PID至穩(wěn)定問(wèn)題與解決方法:

    1. PID輸出總是輸出很大的值,并在這一區(qū)間內(nèi)調(diào)節(jié)變化。

    產(chǎn)生原因:增益(Gain)值太高
    PID掃描時(shí)間(sample time)太長(zhǎng)(對(duì)于快速響應(yīng)PID的回路)

    解決方法:降低增益(Gain)值并且/或選擇短一些的掃描時(shí)間

    2. 過(guò)程變量超過(guò)設(shè)定值很多(超調(diào)很大)

    產(chǎn)生原因:積分時(shí)間(Integral time)可能太高。

    解決方法:降低積分時(shí)間 3. 得到一個(gè)非常不穩(wěn)定的PID。

    • 如果用了微分,可能是微分參數(shù)有問(wèn)題
    • 沒(méi)有微分,可能是增益(Gain)值太高

    解決方法:

    • 調(diào)整微分參數(shù)到0-1的范圍內(nèi)
    • 根據(jù)回路調(diào)節(jié)特性將增益值降低,最低可從0.x 開(kāi)始逐漸增大往上調(diào),直到獲得穩(wěn)定的PID。

    如何獲取一組合適的參數(shù),實(shí)現(xiàn)快速并穩(wěn)定的PID控制?

    PID調(diào)節(jié)過(guò)程中,用戶通常需要做多次的參數(shù)調(diào)節(jié)才能獲得的控制效果。從下面反饋(過(guò)程變量)與給定之間的曲線圖中,可以看到黃色曲線較理想。用戶可以將調(diào)節(jié)的PID反饋與給定曲線與下圖中對(duì)比,并修改相關(guān)參數(shù)(但是因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)情況不一樣,用戶還需具體問(wèn)題具體對(duì)待,下圖中的建議僅供參考:

    圖 4.3.4 反饋與給定曲線

    圖 4.3.4 反饋與給定曲線

    1.超調(diào)過(guò)大,減小比例,增大積分時(shí)間

    2.迅速變化,存在小超調(diào)

    3.實(shí)際值緩慢接近設(shè)定值,并且無(wú)超調(diào)的達(dá)到設(shè)定值

    4.增益系數(shù)太小和/或微分時(shí)間太長(zhǎng)

    5.益系數(shù)太小和/或積分時(shí)間太長(zhǎng)

    常見(jiàn)問(wèn)題

    沒(méi)有采用積分控制時(shí),為何反饋達(dá)不到給定?

    這是必然的。因?yàn)榉e分控制的作用在于消除純比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)固有的“靜差”。沒(méi)有積分控制的比例控制系統(tǒng)中,沒(méi)有偏差就沒(méi)有輸出量,沒(méi)有輸出就不能維持反饋值與給定值相等。所以永遠(yuǎn)不能做到?jīng)]有偏差。

    對(duì)于某個(gè)具體的PID控制項(xiàng)目,是否可能事先得知比較合適的參數(shù)?有沒(méi)有相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)?

    雖然有理論上計(jì)算PID參數(shù)的方法,但由于閉環(huán)調(diào)節(jié)的影響因素很多而不能全部在數(shù)學(xué)上精確地描述,計(jì)算出的數(shù)值往往沒(méi)有什么實(shí)際意義。因此,除了實(shí)際調(diào)試獲得參數(shù)外,沒(méi)有什么可用的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)值存在。甚至對(duì)于兩套看似一樣的系統(tǒng),都可能通過(guò)實(shí)際調(diào)試得到完全不同的參數(shù)值。

    PID控制不穩(wěn)定怎么辦?如何調(diào)試PID?

    閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試,首先應(yīng)當(dāng)做開(kāi)環(huán)測(cè)試。所謂開(kāi)環(huán),就是在PID調(diào)節(jié)器不投入工作的時(shí)候,觀察:

    • 反饋通道的信號(hào)是否穩(wěn)定
    • 輸出通道是否動(dòng)作正常

    可以試著給出一些比較保守的PID參數(shù),比如放大倍數(shù)(增益)不要太大,可以小于1,積分時(shí)間不要太短,以免引起振蕩。在這個(gè)基礎(chǔ)上,可以直接投入運(yùn)行觀察反饋的波形變化。給出一個(gè)階躍給定,觀察系統(tǒng)的響應(yīng)是的方法。

    如果反饋達(dá)到給定值之后,歷經(jīng)多次振蕩才能穩(wěn)定或者根本不穩(wěn)定,應(yīng)該考慮是否增益過(guò)大、積分時(shí)間過(guò)短;如果反饋遲遲不能跟隨給定,上升速度很慢,應(yīng)該考慮是否增益過(guò)小、積分時(shí)間過(guò)長(zhǎng)……

    總之,PID參數(shù)的調(diào)試是一個(gè)綜合的、互相影響的過(guò)程,實(shí)際調(diào)試過(guò)程中的多次嘗試是非常重要的步驟,也是必須的。

    5.PID自整定


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