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时间:2020-09-01
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1、4.2.2PID参数选取PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容,也是最困难的部分。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数KP、积分时间常数Ti和微分时间常数Td的大小。比例控制能迅速产生与误差成正比的调节作用,从而减少稳态误差。但是,比例控制不能消除稳态误差。KP的加大会引起系统的不稳定,容易产生振荡,使得调节时间延长。相反,若KP太小会使系统动作缓慢,灵敏度降低.在系统稳定的情况下,如果加大KP,可提高控制精度,减小误差。积分控制主要用于消除静差。Ti太小,积分作用强,系统将不稳定;Ti偏小,振荡次数较多,超调量较大;
2、Ti太大,积分作用弱,对系统性能的影响减小;Ti合适时,过渡过程特性比较理想。在系统稳定的情况下,Ti太大时,消除静差太慢;Ti太小,系统不稳定。微分控制可以根据误差变化的速度,提前给出较大的调节作用。微分部分反映了系统变化的趋势,它较比例调节更为及时,所以微分部分具有超前和预测的特点。当Td增大时,超调量减少,动态性能得到改善。但当Td太大时,会引起过大的超调,系统不稳;Td太小,调节质量改善不大。PID控制器参数整定的方法很多,目前使用比较广泛的是振荡法。在这种方法中,先只采用比例控制,然后使KP从0增加到临界值Kr,这里临界值是指系
3、统首次出现持续振荡时的增益值(如果不论怎样调整KP,都不会出现持续振荡,则此法不能用),出现持续振荡后测出振荡周期Pr。齐格勒-尼柯尔斯提出可以根据下表中的公式确定KP、Ti、Td。表4-1PID参数整定表控制器类别KPTiTdP0.5Kr∞0PI0.45KrPr/1.20PID0.6Kr0.5Pr0.125Pr我们依据这一理论,对PI参数进行了整定。先让积分常数为零,比例系数KP由小增加到0.03时,示波器观察输出电压开始出现等幅振荡,振荡周期为0.014s,则Kr=0.03,Pr=0.014。由表4-1的式子可得:
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