PID调试步骤(精)
PID参数如何设定调节讲解
PID参数如何设定调节讲解PID(Proportional Integral Derivative)是一种常用的控制算法,广泛应用于自动化系统和过程控制中。
PID控制器根据被控对象的误差信号进行调整,通过调节比例、积分和微分这三个参数,可以有效地控制系统的稳定性和响应速度。
下面将详细讲解如何设置PID参数进行调节。
1. 比例参数(Proportional Gain,P):比例参数决定了输出调节量与误差信号之间的关系。
增大比例参数的值可以加快系统的响应速度,但过大的值会导致系统不稳定和超调。
通常的经验法则是,开始时可以设置一个较小的比例增益,然后逐渐增大直到系统开始出现振荡或超调为止。
根据实际情况,逐步调整比例参数,使系统具有准确的控制。
2. 积分参数(Integral Gain,I):积分参数用于处理系统的静态误差。
当系统的零偏较大或变化较慢时,可以适度增大积分参数,以减小系统的稳态误差。
但过大的积分参数会导致系统不稳定。
可以采用试验法来确定合适的积分参数:首先将比例和微分参数设置为零,然后逐渐增大积分参数直到系统开始超调。
然后逐渐减小积分参数直到系统达到最佳控制性能。
3. 微分参数(Derivative Gain,D):微分参数用于补偿系统的动态误差,主要用于抑制系统响应过程中出现的振荡。
过大或过小的微分参数都会导致系统不稳定。
微分参数的选择需要结合系统响应的快慢来进行调整。
通常情况下,较慢的系统需要较大的微分参数,而较快的系统需要较小的微分参数。
可以通过试验法或经验法来调整微分参数,以便使系统的响应与期望的响应曲线相适应。
4.调节顺序和迭代调节:在调节PID参数时,一般的建议是先从比例参数开始调节,然后再逐步加入积分和微分参数。
调节过程中应根据系统的实际情况进行迭代调节,通过反馈信息和实时数据不断调整参数,使系统的控制性能达到最佳状态。
在迭代调节过程中,可以采用逐步调整法,或者借助自动调节器进行优化。
pid参数的整定过程
pid参数的整定过程
PID(比例-积分-微分)控制器是一种常用的反馈控制器,用于调节和稳定系统。
PID控制器的参数整定过程通常包括以下几个步骤:
1.初始参数设定:根据系统的性质和需求,设置PID控制器的初
始参数。
通常情况下,可以将三个参数(比例增益Kp、积分时
间Ti、微分时间Td)都设为一个较小的初始值。
2.比例增益调整:从零开始逐步增加比例增益Kp的数值,观察
系统响应的变化。
如果Kp过小,系统响应可能过慢;如果Kp
过大,系统可能会出现超调或不稳定的情况。
通过不断调整Kp
的数值,直到找到一个合适的值,使得系统响应快速且稳定。
3.积分时间调整:在找到合适的Kp之后,开始调整积分时间Ti
的数值。
增大Ti会增加积分作用的影响,降低控制器对于持续
偏差的敏感度。
然而,过大的Ti可能导致系统响应的延迟和振
荡。
通过逐步调整Ti的数值,找到一个使系统响应稳定且快速
的值。
4.微分时间调整:在完成比例增益和积分时间的调整后,可以开
始调整微分时间Td的数值。
微分作用可以抑制系统响应中的
过冲和振荡,并提高系统的稳定性。
然而,过大的Td可能会引
入噪声的放大。
通过逐步调整Td的数值,找到一个能够平衡系
统响应速度和稳定性的值。
5.反复迭代:整定PID参数是一个迭代的过程。
一旦完成了上述
步骤,需要对整个系统进行测试和观察,以确定参数的最佳组合。
如果发现系统仍然存在问题,可以根据实际情况再次进行参数调整,直到达到满意的控制效果。
PID如何调整
工程项目中,如何调节设备中的PID参数.一、PID控制简介PID(Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节,它实际上是一种算法。
PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
从信号变换的角度而言,超前校正、滞后校正、滞后-超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。
PID调节器的适用范围:PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求。
PID控制的不足1.在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定,难以建立精确的数学模型,常规的PID控制器不能达到理想的控制效果;2.在实际生产现场中,由于受到参数整定方法烦杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳,对运行工况的适应能力很差。
二、PID控制器各校正环节任何闭环控制系统的首要任务是要稳(稳定)、快(快速)、准(准确)的响应命令。
PID调整的主要工作就是如何实现这一任务。
增大比例系数P将加快系统的响应,它的作用于输出值较快,但不能很好稳定在一个理想的数值,不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响,但有余差出现,过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏。
PID调试步骤
一、PID调试步骤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吗。
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PI D的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。
PID参数调整
PID参数调整1. 基本概念PID控制器是一种基于比例、积分、微分三个环节相结合的控制方法。
其控制公式为:u(t)=Kp*e(t)+Ki*∫e(t)dt+Kd*de(t)/dt其中,u(t)表示控制器的输出,e(t)表示给定值与实际值之间的误差,Kp、Ki、Kd分别为比例、积分、微分系数。
参数调整就是指调整这三个系数,使得输出与给定值尽量接近。
2. 参数调整方法PID参数调整有很多种方法,其中最常见的是试验法和模型法。
(1)试验法试验法是指根据调试经验,不断调整PID参数,观察系统的响应情况,逐步优化参数。
具体步骤如下:1)将PID控制器的Ki、Kd系数设为0,Kp系数设为1。
2)增大Kp系数,观察系统的响应情况,判断是否存在超调、震荡等情况。
3)根据实际情况,逐步调整Ki和Kd系数,直至系统的响应最优。
试验法是一种简单有效的调参方法,但需要根据操作经验和技艺来进行调整,调参时间较长。
(2)模型法模型法是指借助系统数学模型来精确计算PID参数,以达到最优控制效果。
具体步骤如下:1)建立系统数学模型,确定系统特性,如惯性、延迟、非线性等。
2)通过模型计算出不同的PID参数组合,测试其控制效果。
3)根据测试结果,比较不同参数组合的优劣,找出最优方案。
模型法是一种精细、科学的调参方法,能够减少调整时间,提高控制精度。
(1)根据控制要求,选择合适的控制器不同的工业过程有不同的控制要求,需要选择不同类型的PID控制器。
比如,当工业过程存在滞后特性时,需要使用带有微分项的PID控制器;当工业过程稳定性较差时,需要使用带有积分项的PID控制器。
(2)先调整比例系数比例系数是PID控制系数中最主要的一个系数,提高比例系数可以显著缩小误差。
因此,在调参数时,应先调整比例系数,然后再逐步加入其他系数。
(3)尽量减少超调超调是指系统响应过度并产生的负面效应,比如震荡、振荡等。
因此,PID参数调整时,应尽量减少超调,以提高系统响应速度和控制精度。
3PLC程序的PID参数的设定与调节(精)
PID参数的设置与调节PID控制简介目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intellig ent regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与Cont rolNet相连,如Rockwell的PLC-5等。
还有可以实现PID控制功能的控制器,如Rockwell的Logix产品系列,它可以直接与Contro lNet相连,利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
2、闭环控制系统闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出,形成一个或多个闭环。
PID调节方法
1、先调节P值(I、D均为0),使其调节速度达到要求。
P值增减先按倍数处理(乘2或除2),直到超越了要求,再将前后两个值取平均值。
2、再根据调节偏差处理I的取值,该值从大往小试验,温度调节初始值可以从10min开始,而流量、压力可以从1min开始。
直到偏差小到符合要求。
3、D值只在超调量过大时采用,取值从小往大试验,以超差幅度小于允许值,又不发生震荡为度。
1. PID常用口诀: 参数整定找最佳,从小到大顺序查,先是比例后积分,最后再把微分加,曲线振荡很频繁,比例度盘要放大,曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳,曲线偏离回复慢,积分时间往下降,曲线波动周期长,积分时间再加长,曲线振荡频率快,先把微分降下来,动差大来波动慢,微分时间应加长,理想曲线两个波,前高后低4比1,2. 一看二调多分析,调节质量不会低 2.PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照:温度T:P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s, 液位L:P=20~80%,T=60~300s, 流量L: P=40~100%,T=6~60s。
PID控制原理与PID参数的整定方法PID是比例、积分、微分的简称,PID控制的难点不是编程,而是控制器的参数整定。
参数整定的关键是正确地理解各参数的物理意义,PID控制的原理可以用人对炉温的手动控制来理解。
阅读本文不需要高深的数学知识。
1.比例控制有经验的操作人员手动控制电加热炉的炉温,可以获得非常好的控制品质,PID控制与人工控制的控制策略有很多相似的地方。
下面介绍操作人员怎样用比例控制的思想来手动控制电加热炉的炉温。
假设用热电偶检测炉温,用数字仪表显示温度值。
在控制过程中,操作人员用眼睛读取炉温,并与炉温给定值比较,得到温度的误差值。
然后用手操作电位器,调节加热的电流,使炉温保持在给定值附近。
操作人员知道炉温稳定在给定值时电位器的大致位置(我们将它称为位置L),并根据当时的温度误差值调整控制加热电流的电位器的转角。
PID参数整定过程及一些常规步骤
PID参数整定过程及一些常规步骤一:PID参数调节原理及一般的整定步骤1.比例作用比例(P)参数越大比例作用越强,动态响应越快,消除误差的能力越强。
但实际系统是有惯性的,控制输出变化后,实际PV值变化还需要等待一段时间后才会缓慢变化,由于实际系统是有惯性的,比例作用不宜太强,比例作用太强会引起振荡不稳定。
通常将比例(P)参数由小向大调,以能达到最快响应又无超调(或无大的超调)为最佳参数。
2.积分作用为了消除静差必须引入积分作用,积分作用可以消除静差,以便被控的PV值最后与给定值一致。
积分作用消除静差的原理是:只要有误差存在,就对误差进行积分,使输出继续增大或缩小,一直到误差为零,一直到误差为零,积分停止,输出不再变化,系统的PV值保持稳定,PV值等于SP值,达到误差调节的效果。
由于实际系统是有惯性的,输出变化后,PV值不会马上变化,须等待一段时间才缓慢变化,因此积分的快慢必须与实际系统的惯性相匹配,惯性大、积分作用就应该弱,积分时间I就应该大些,反之亦然。
如果积分作用太强,积分输出变化过快,就会引起积分过头的现象,产生积分超调和振荡。
通常I参数是由大往小调节,即积分作用由小往大调,观察系统响应以能达到快速消除误差,达到给定值,又不引起振荡为准。
3.微分作用一般的控制系统,不仅对稳定控制有要求,而且对动态指标也有要求,通常都要求负载变化或给定调整等引起扰动后,恢复到稳态的速度要快,因此光有比例和积分调节作用还不能满足要求,必须引入微分作用。
比例和积分作用是事后进行调节(即发生误差后才进行调节),而微分作用则是事前预防控制,即一发现PV有变大或变小的趋势,马上就输出一个阻止其变化的控制信号,以防止出现过冲或超调等。
D越大,微分作用越强,D越小,微分作用越弱。
系统调试通常把D从小往大调节。
由于给定值调整或负载扰动引起PV变化,比例和积分作用一定等到PV值变化后才进行调节,并且误差小时,产生的比例和积分调节作用也小,纠正误差的能力也小,误差大时,产生的比例和积分作用才增大。
PID参数如何设定调节
PID参数如何设定调节PID(比例-积分-微分)控制器是一种常用的自动控制器,可以根据系统的反馈信号对控制对象进行调节。
PID参数是控制器的核心参数,其调节的准确性和合理性直接影响到控制系统的性能。
一般来说,PID参数的调节可以通过以下几个步骤进行:1.确定控制对象的准确数学模型。
首先,需要通过实际测试或系统分析得到控制对象的传递函数或状态空间模型。
这是确定PID参数调节的基础。
2. 根据控制器的需求和性能指标进行参数初步设定。
在确定控制对象的数学模型后,根据控制器的要求和性能指标,可以初步设定PID参数的取值范围。
通常,可以使用经验公式或者根据控制对象的动态特性进行设定。
比如,可以使用经验法则Ziegler-Nichols法则,它提供了一种经验性的套路,可以根据控制对象的阶数(惯性系数T和时延系数L)设定PID参数的经验公式。
3.利用实验或仿真进行参数调试。
在初步设定PID参数后,需要进行实验或者仿真以观察系统的响应。
可以通过改变PID参数的取值来观察系统的响应,进而评估系统的性能。
在实验或仿真中,可以通过以下几种方法来调节PID参数:-比例项(P项):增大P项的取值可以增强系统的灵敏度,但可能引起系统的震荡或过冲。
减小P项的取值可以减小系统的震荡,但可能导致系统的超调减小。
-积分项(I项):增大I项的取值可以增强系统的静差消除能力,但可能导致系统的震荡或者系统响应时间延长。
减小I项的取值可以减小系统的震荡,但可能导致系统的静差增大。
-微分项(D项):增大D项的取值可以使系统的响应速度更快,但可能导致系统的超调增大或震荡。
减小D项的取值可以减小系统的超调,但可能导致系统的响应速度减慢。
4. 进行反复调试和优化。
在进行实验或仿真后,需要根据观察结果对PID参数进行修正和优化。
如果系统的响应不理想,可以根据经验或者优化算法进行调整。
最常用的算法有Ziegler-Nichols算法、曲线拟合法或者用专业控制软件进行自动优化。
实用技巧快速调试PID控制器的方法
实用技巧快速调试PID控制器的方法PID控制器是工业自动化领域中常用的一种控制算法,它可以通过对系统反馈进行比例、积分和微分处理来实现精确的控制。
然而,在实际应用中,调试PID控制器可能会面临一些挑战,如参数调整、响应速度等。
本文将介绍一些实用的技巧,帮助您快速调试PID控制器,提高系统的稳定性和性能。
一、确定系统模型在调试PID控制器之前,首先需要了解被控对象的特性。
对于复杂系统,可以采用系统辨识的方法获得数学模型;对于简单系统,可以手动建立数学模型。
这有助于我们了解系统的传递函数、稳定性和频域特性,为后续参数调整提供依据。
二、初步参数调整初步参数调整是调试PID控制器的第一步,通过合理的参数选取可以快速获得较好的控制效果。
常用的方法有:1. 手动调整法:根据经验和直觉,分别调整比例、积分和微分系数,观察系统的响应。
逐步调整各个参数,直到系统的稳定性和性能达到满意的水平。
2. Ziegler-Nichols方法:该方法通过系统的阶跃响应曲线来确定PID参数。
具体步骤为:首先将积分和微分系数设为零,逐步增大比例系数,直到系统发生持续振荡;测量振荡的周期时间Tp和振幅Am,然后可以根据Ziegler-Nichols的公式计算出PID参数。
三、参数优化算法如果初步参数调整无法满足要求,可以使用一些自动化的参数优化算法来快速调试PID控制器。
常用的算法包括:1. 粒子群算法(PSO):该算法通过模拟粒子在搜索空间中的移动来寻找最优解。
将PID参数看作搜索空间中的一个点,根据目标函数(如系统稳定性、超调量等)来评估每个点的适应度,通过群体智能优化来获得最佳参数。
2. 遗传算法(GA):该算法通过模拟生物进化的过程来进行参数优化。
首先生成一个初始种群,利用交叉、变异等遗传操作产生新的种群,然后根据目标函数选择适应度高的个体进行下一轮进化。
通过多代进化,最终获得最优的PID参数。
四、频率域分析频率域分析是一种基于信号频率特性的调试方法,通过对控制系统施加不同频率的信号,分析系统的幅频特性和相频特性,从而调整PID参数。
串级PID调试技巧
2、内环的参数最为关键!理想的内环参数能够很好地跟随打舵(角速度控制模式下的打舵)控制量。
在平衡位置附近(正负30度左右),舵量突加,飞机快速响应;舵量回中,飞机立刻停止运动(几乎没有回弹和震荡)。
2.1首先改变程序,将角度外环去掉,将打舵量作为内环的期望(角速度模式,在APM中叫ACRO模式,在大疆中叫手动模式)。
【调节串环PID大概过程(注意修正反向)】
1、估计大概的起飞油门。
2、调整角速度内环参数。
3、将角度外环加上,调整外环参数。
4、横滚俯仰参数一般可取一致,将飞机解绑,抓在手中测试两个轴混合控制的效果(注意安全),有问题回到“烤四轴”继续调整,直至飞机在手中不会抽搐。
会有重力分量使得四轴会继续偏离平衡位置。I的作用就可以使得在一定角度范围内(30度
5、大概设置偏航参数(不追求动态响应,起飞后头不偏即可),起飞后再观察横滚和俯仰轴向打舵的反应,如有问题回到“烤四轴”。
6、横滚和俯仰ok以后,再调整偏航轴参数以达到好的动态效果。
进行PID参数的调整,否则“烤四轴”的时候调试稳定了,飞起来很可能又会晃荡。
2.2加上P,P太小,不能修正角速度误差表现为很“软”倾斜后难以修正,打舵响应也差。P太大,在平衡位置容易震荡,
打舵回中或给干扰(用手突加干扰)时会震荡。合适的P能较好的对打舵进行响应,又不太会震荡,但是舵量回中后会回弹好几下才能停止(没有D)。
2.3加上D,D的效果十分明显,加快打舵响应,最大的作用是能很好地抑制舵量回中后的震荡,可谓立竿见影。
太大的D会在横滚俯仰混控时表现出来(尽管在“烤四轴”时的表现可能很好),具体表现是四轴抓在手里推油门会抽搐。
如果这样,只能回到“烤四轴”降低D,同时P也只能跟着降低。D调整完后可以再次加大P值,以能够跟随打舵为判断标准。
PID调节方法
PID调节方法1、先调节P值(I、D均为0),使其调节速度达到要求。
P值增减先按倍数处理(乘2或除2),直到超越了要求,再将前后两个值取平均值。
2、再根据调节偏差处理I的取值,该值从大往小试验,温度调节初始值可以从10min开始,而流量、压力可以从1min开始。
直到偏差小到符合要求。
3、D值只在超调量过大时采用,取值从小往大试验,以超差幅度小于允许值,又不发生震荡为度。
1. PID常用口诀: 参数整定找最佳,从小到大顺序查,先是比例后积分,最后再把微分加,曲线振荡很频繁,比例度盘要放大,曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳,曲线偏离回复慢,积分时间往下降,曲线波动周期长,积分时间再加长,曲线振荡频率快,先把微分降下来,动差大来波动慢,微分时间应加长,理想曲线两个波,前高后低4比1,2. 一看二调多分析,调节质量不会低2.PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照:温度T:P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s, 液位L:P=20~80%,T=60~300s, 流量L: P=40~100%,T=6~60s。
PID控制原理与PID参数的整定方法PID是比例、积分、微分的简称,PID控制的难点不是编程,而是控制器的参数整定。
参数整定的关键是正确地理解各参数的物理意义,PID控制的原理可以用人对炉温的手动控制来理解。
阅读本文不需要高深的数学知识。
1.比例控制有经验的操作人员手动控制电加热炉的炉温,可以获得非常好的控制品质,PID控制与人工控制的控制策略有很多相似的地方。
下面介绍操作人员怎样用比例控制的思想来手动控制电加热炉的炉温。
假设用热电偶检测炉温,用数字仪表显示温度值。
在控制过程中,操作人员用眼睛读取炉温,并与炉温给定值比较,得到温度的误差值。
然后用手操作电位器,调节加热的电流,使炉温保持在给定值附近。
操作人员知道炉温稳定在给定值时电位器的大致位置(我们将它称为位置L),并根据当时的温度误差值调整控制加热电流的电位器的转角。
PID如何调整
工程项目中,如何调节设备中的PID参数.一、PID控制简介PID(Proportional Integral Derivative)控制是最早发展起来的控制策略之一,由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高,被广泛应用于工业过程控制,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性控制系统。
在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节,它实际上是一种算法。
PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
从信号变换的角度而言,超前校正、滞后校正、滞后-超前校正可以总结为比例、积分、微分三种运算及其组合。
PID调节器的适用范围:PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求。
PID控制的不足1.在实际工业生产过程往往具有非线性、时变不确定,难以建立精确的数学模型,常规的PID控制器不能达到理想的控制效果;2.在实际生产现场中,由于受到参数整定方法烦杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、效果欠佳,对运行工况的适应能力很差。
二、PID控制器各校正环节任何闭环控制系统的首要任务是要稳(稳定)、快(快速)、准(准确)的响应命令。
PID调整的主要工作就是如何实现这一任务。
增大比例系数P将加快系统的响应,它的作用于输出值较快,但不能很好稳定在一个理想的数值,不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响,但有余差出现,过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生振荡,使稳定性变坏。
(完整word版)PID调节方法分享S7-1200PID
1.S7 1200 PLC PID参数翻译i_Mode : pid 控制器模式(Int)0:未激活1:预调节2:手动精确调节3:自动模式4:手动模式。
i_ModeOld:i_SveModeByEnMan:i_StateOld:r_Ctrl_Gain:比例增益(Real)r_Ctrl_Ti:积分作用时间(Real)r_Ctrl_Td:微分作用时间(Real)r_Ctrl_A:r_Ctrl_B:r_Ctrl_C:r_Ctrl_Cycle:PID算法采样时间(Real)2 . PID参数输入输出参数Setpoint:设定值(Real)Input:过程值实测值(Real)Input_PER:模拟量过程值(Word)Output:输出值(Real)Output_PER:模拟量输出值(Word)Output_PWM:脉冲宽度输出值(Bool)ManualEnable:手动模式ManualValue:手动输出值Reset:复位PID控制器b_InvCtrl:取反逻辑3.PID调试方法:a.设定一个比较大的积分时间,比较小的微分作用时间, 比例由小到大,到曲线发生振荡。
调小比例使曲线相对平稳。
b.--调小积分到消除静态误差,使曲线趋于平稳。
c.--干扰系统,使其产生动态误误差,观察系统抑制误差能力是否达标,抑制能力弱,放大微分作用时间或者比例增益,使其抑制能力增强。
比例作用:加快系统反应速度,有利于抑制动态误差,太强会过调,曲线震荡,太小动态误差抑制能力弱。
积分作用:消除静态误差,使曲线趋于平稳微分作用:感知曲线变化趋势,提前启动调节,太大不利于曲线平稳,太小动太误差抑制能力弱。
4. S7-1200 PID程序:循环中断组织块调用工艺指令PID_Compact必须在循环中断调用PID_Compact组态PID参数在这以百分比示例设定值过程值输出值都为0-1 之间数值过程值转换为0-1之间数值设定值转换为0-1之间数值输出值标准化为0-1之间数值输出值比例放大最终作用到比例阀PID调试面板可以很方便助你确认PID参数先预调节完成再精确调节上传参数把比例参数积分参数微分参数循环参数做到上位机可调整。
调节阀与液位pid调试方法
调节阀与液位pid调试方法
PID调试方法是一种常用的控制算法,可以用于调节阀和液位的控制。
以下是PID调试的一般步骤:
1. 确定系统接线:首先需要检查系统的接线,确保系统的反馈为负反馈。
例如,在电机调速系统中,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。
2. 初始参数调整:将比例系数P设为一个较小值,积分系数I和微分系数D 设为0。
然后根据被控过程的特性,逐步增加P的值,观察系统的响应情况。
通过不断调整P的值,找到使过程变量稳定在目标值附近的最佳P值。
3. 调整积分系数I:根据响应速度和稳定性的需求,逐步增加积分系数I的值,找到最佳I值。
在调整I值时,需要注意避免积分饱和问题,即避免由
于积分作用过强而导致系统超调或者积分过慢而导致系统调节时间过长。
4. 调整微分系数D:微分系数D的作用是预测系统的变化趋势,通过提前
调整控制量来减小系统的超调量。
可以根据系统的响应情况逐步增加D的值,找到最佳D值。
5. 反复调整和观察:通过反复调整P、I、D的值,观察系统的响应情况,
不断优化控制参数,直到找到使系统达到最佳控制效果的参数组合。
对于液位控制,具体的PID调试方法可能因不同的液位系统和控制要求而有所不同。
但是总体上,上述步骤可以作为液位PID调试的参考方法。
需要注意的是,在实际应用中,需要根据具体的液位系统和控制要求进行适当的调整和优化,以达到最佳的控制效果。
pid调试的一般步骤和规律
pid调试的一般步骤和规律
PID(比例-积分-微分)调试是一种常用的控制算法,用于调节
系统的输出与期望值之间的差异。
以下是PID调试的一般步骤和规律:
1. 确定目标:首先,我们需要明确所需实现的目标,例如系统
的响应速度、稳定性和精确性等。
2. 设定初值:根据系统特点以及目标,设定三个参数比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd的初值。
3. P调试:仅使用比例控制器(即Kp不为零,Ki和Kd为零)
进行调试。
逐步增大Kp,观察系统响应的变化。
当系统的响应不良时(如超调、震荡),适当减小Kp直至响应稳定。
4. PI调试:在P控制的基础上,逐渐增大Ki,以消除系统的稳
态误差。
逐步增加Ki,直至稳态误差消除。
5. PID调试:在PI控制的基础上,加入微分控制,即设置Kd不为零。
微分控制主要用于抑制系统的超调和振荡。
通过逐步增加Kd,
观察系统响应的变化,直至系统足够稳定且没有明显的超调、振荡。
6. 参数整定:根据实际效果进行参数优化和调整。
可以使用常
见的参数整定方法,如经验法、试-误法或基于数学模型的优化算法
(如Ziegler-Nichols方法)。
7. 测试和验证:在进行参数整定后,进行系统的测试和验证,
观察系统是否能够满足设定的目标和响应要求。
需要注意的是,PID调试是一个迭代的过程,可能需要多次调整
参数和测试,以达到最佳的控制效果。
此外,不同系统的特点和需求
可能导致调试方法和步骤的差异,因此在实际应用中需要根据具体情
况进行调整。
PID参数整定调节方法
PID参数如何设定调节内容:PID参数如何设定调节PID就是比例微积分调节,具体你可以参照自动控制课程里有详细介绍!正作用与反作用在温控里就是当正作用时是加热,反作用是制冷控制。
PID控制简介目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连,如Rockwell的PLC-5等。
还有可以实现PID 控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix产品系列,它可以直接与ControlNet相连,利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
追求稳定高效PID调试方法分享
追求稳定高效PID调试方法分享PID(比例、积分、微分)是一种广泛应用于控制系统中的调节器,它能够实现系统的稳定性和高效性。
PID调试方法对于实现一个理想的控制系统至关重要。
本文将分享一些追求稳定高效PID调试方法,帮助读者更好地理解和应用PID控制。
一、PID调试的基本原理在开始分享PID调试方法之前,我们首先回顾一下PID调试的基本原理。
PID控制器的输出值由三个部分组成:比例项、积分项和微分项。
比例项与当前偏差成比例,积分项与累积偏差成比例,而微分项则与变化率成比例。
这三个项通过调节其权重系数可以控制系统的响应速度和稳定性。
二、稳定高效PID调试方法1. 初始参数设定在PID调试过程中,首先需要根据对控制器的了解和经验设置初始参数。
这些参数包括比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td。
一般来说,可以根据系统的特性和需求选择一组初始参数进行调试。
2. 根据系统响应进行调整接下来,通过观察系统的响应来进行调整。
当系统的输出偏离预期值时,可以采取以下方法进行调整:- 比例项(Kp):增大Kp可提高控制器对于偏差的敏感度,使系统更快地收敛到稳态。
但是过大的Kp可能导致系统产生振荡。
- 积分项(Ti):增大Ti可以减小稳态偏差,使系统更加稳定。
但是太大的Ti可能导致系统反应过慢或产生振荡。
- 微分项(Td):增大Td可以提高系统的抗扰性和快速响应能力。
但是过大的Td可能导致系统产生振荡或过度补偿。
3. 手动调试手动调试是PID调试中常用的一种方法。
通过手动调试,可以快速找到合适的参数。
具体步骤如下:- 将比例项和积分项设置为零,只保留微分项。
- 将微分项的系数Td设为一个较小的值,例如0.1。
- 手动调节比例系数Kp,使系统能够迅速响应。
- 根据系统的实际情况,微调Td的值,以获得更好的控制效果。
- 最后,手动调节积分时间Ti,以消除稳态误差。
4. 自动调试方法除了手动调试外,还可以采用自动调试方法来优化PID参数。
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1. PID调试步骤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吗。
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.确定微分时间常数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。
2.PID控制简介目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID 控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连,如Rockwell的PLC-5等。
还有可以实现PID控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix产品系列,它可以直接与ControlNet 相连,利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
2、闭环控制系统闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出,形成一个或多个闭环。
闭环控制系统有正反馈和负反馈,若反馈信号与系统给定值信号相反,则称为负反馈( Negative Feedback),若极性相同,则称为正反馈,一般闭环控制系统均采用负反馈,又称负反馈控制系统。
闭环控制系统的例子很多。
比如人就是一个具有负反馈的闭环控制系统,眼睛便是传感器,充当反馈,人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。
如果没有眼睛,就没有了反馈回路,也就成了一个开环控制系统。
另例,当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净,并在洗净之后能自动切断电源,它就是一个闭环控制系统。
3、阶跃响应阶跃响应是指将一个阶跃输入(step function)加到系统上时,系统的输出。
稳态误差是指系统的响应进入稳态后﹐系统的期望输出与实际输出之差。
控制系统的性能可以用稳、准、快三个字来描述。
稳是指系统的稳定性(stability),一个系统要能正常工作,首先必须是稳定的,从阶跃响应上看应该是收敛的﹔准是指控制系统的准确性、控制精度,通常用稳态误差来(Steady-state error)描述,它表示系统输出稳态值与期望值之差﹔快是指控制系统响应的快速性,通常用上升时间来定量描述。
4、PID控制的原理和特点在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID 控制,又称PID调节。
PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。
PID控制,实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
比例(P)控制比例控制是一种最简单的控制方式。
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
积分(I)控制在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。
对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统(System with Steady-state Error)。
为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。
积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。
这样,即便误差很小,积分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。
因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分(D)控制在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。
其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。
解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。
这就是说,在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。
所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
5、PID控制器的参数整定PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID 控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
现在一般采用的是临界比例法。
利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下:(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作﹔(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期﹔(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
3.PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中PID参数经验数据以下可参照:温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s,液位L: P=20~80%,T=60~300s,流量L: P=40~100%,T=6~60s。
4. PID常用口诀:参数整定找最佳,从小到大顺序查先是比例后积分,最后再把微分加曲线振荡很频繁,比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳曲线偏离回复慢,积分时间往下降曲线波动周期长,积分时间再加长曲线振荡频率快,先把微分降下来动差大来波动慢。
微分时间应加长理想曲线两个波,前高后低4比1一看二调多分析,调节质量不会低。