计算机控制技术_4ppt培训课件

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1、第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例数字PID调节器的参数整定意义在数字控制系统中，参数的整定是十分重要的，其好坏直接影响调节品质数字PID调节器参数的整定可以参照模拟调节器的各种参数整定方法进行一般的生产过程都具有较大的时间常数，而数字控制系统的采样周期则要小得多参数：比例系数积分时间常数微分时间常数采样周期第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例一、PID控制器参数对系统性能的影响PID控制器参数对系统性能的影响比例系数KP对系统性能的影响增大比例系数KP，一般加快系统的响应，有利于消除静差

2、，但它不能够消除静差。过大的比例系数KP，使系统产生较大的超调，产生振荡使系统稳定性变坏。积分时间常数TI，对系统性能的影响增大积分时间常数TI，有利于减小超调，减小振荡，使系统更加稳定，能够消除静差。过大的TI，积分作用太弱，以至不能减小稳态误差第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例一、PID控制器参数对系统性能的影响PID控制器参数对系统性能的影响微分时间常数TD，对系统性能的影响增大微分时间常数TD，有利于加快系统的响应，使超调减小，使系统稳定性增加，使系统对干扰的抑制能力减弱，对扰动敏感。T

3、D偏大时，超调量较大，调节时间较长TD偏小时，超调量也较大，调节时间也较长第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例二、采样周期T的选择原则采样周期T的选择原则采样周期丁在计算机控制系统中是一个重要参量，必须根据具体的情况来选择必须满足采样定理的要求采样角频率被采样信号的最高角频率采样定理可以确定采样周期的上限值第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例二、采样周期T的选择原则对于随动系统来说，有经验公式为系统的开环截止频率从控制系统的随动和抗干扰的性能来看，则T小些好。根据被控对象的特性，快速系统的T

4、应取小，反之，T可取大些。根据执行机构的类型，当执行机构动作惯性大时，T应取大些。从计算机的工作量及每个调节回路的计算成本来看，T应选大些。从计算机能精确执行控制算式来看，T应选大些第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例二、采样周期T的选择原则几种常见的被测参数的采样周期T的经验选择数据第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例三、选择PID参数的方法选择PID参数的方法扩充临界比例度法扩充响应曲线法凑试法根据我们的经验先选择一组参数，让系统试运行，观测系统的动态和静态性能指标，针对存在的问题，改变

5、一个或二个参数的值，再让系统试运行，再观测系统的性能指标，就这样反复修改参数，反复试运行，直至使系统达到满意的性能指标为止第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例三、选择PID参数的方法扩充临界比例度法以模拟调节器中使用的临界比例度法为基础的一种PID数字控制器参数的整定方法用它整定T、KP、TI和TD的步骤如下：选择一个合适的采样周期了，控制器作纯比例控制调整KP的值，使系统出现临界振荡，记下相应的临界振荡周期T，和临界振荡增益Ks选择合适的控制度第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例三、选择P

6、ID参数的方法选择合适的控制度通常，当控制度为1.05时，数字控制器和模拟控制器的控制效果相当。当控制度为2.0时，数字控制器比模拟调节器的控制质量差一倍第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例三、选择PID参数的方法根据控制度，查表求得T、KP、TI和TD第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例三、选择PID参数的方法扩充响应曲线法如果已知系统的动态特性曲线，数字控制器的参数的整定也可以采用类似模拟调节器的响应曲线法来进行，称为扩充响应曲线法。其步骤如下：断开数字控制器，使系统在手动状态下工作。当

7、系统在给定值处于平衡后，给一阶跃输入用仪表记录下被调参数在阶跃作用下的变化过程曲线在曲线最大斜率处做切线，求得滞后时间τ，对象时间常数Tm，以及它们的比值Tm/τ第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例三、选择PID参数的方法根据求得滞后时间τ，对象时间常数Tm，以及它们的比值Tm/τ，查表T、KP、TI和TD第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例三、选择PID参数的方法第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例三、选择PID参数的方法扩充临界比例度法与扩充响应曲线法相比：扩充临界比例度法不需要预

8、先知道对象的动态特性，是直接在闭环系统中进行整定的扩充响应曲线法在开环系统下运行，测得它的阶跃响应曲线。仅适用于被控对象是一阶滞后惯性环节第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例四、PID归一参数整定法PID归一参数整定法当一台计算机控制数十乃至数百个控制回路时，整定参数是十分浩繁的工作。为此引入一种简易的整定方法思路：加上适当的约束条件，最后只需要整定一个比例系数KPPID增量算式第五节PID数字控制器的参数整定和设计举例四、PID归一