前言：

如何調(diào)整 PID 控制器？讓我們討論一下 PID 參數(shù)是什么以及如何使用它們。在我們之前的文章中，什么是 PID 調(diào)整參數(shù)？，我們提供了幾個受控過程的簡單示例，并開始解釋 PID 控制器的特定術(shù)語。

如前所述，您可以啟用每個參數(shù)，即比例、積分和微分項。

現(xiàn)在讓我們討論一下這些參數(shù)是什么以及如何使用它們。

一、PID控制器

用最簡單的術(shù)語來說，控制器計算 P、I 和 D 動作，并將每個參數(shù)乘以誤差或 E，它等于直接作用中的 SP-PV，如前所述。然后，將所有參數(shù)計算加起來以產(chǎn)生控制變量。

不幸的是，沒有關(guān)于參數(shù)術(shù)語的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。以下是今天發(fā)現(xiàn)的一些用途：

1、PID 整定 比例項

比例項，通常稱為P常數(shù)，可以稱為比例增益或只是增益，它不是一個單位，而是一個比率。此參數(shù)也可稱為比例帶，以百分比為單位進行測量。

該參數(shù)可以稱為K P、Gain 或其他。這是決定系統(tǒng)響應(yīng)速度的參數(shù)。所指的名稱因制造商而異。

– 對于使用術(shù)語增益的控制器，將此調(diào)諧參數(shù)調(diào)高可能會導(dǎo)致更敏感、更不穩(wěn)定的環(huán)路。

– 相反，在帶有比例帶單元的控制器上，降低此調(diào)整參數(shù)會以相同的方式影響回路。

請記住這一點，了解您擁有的控制器類型對于確保正確調(diào)整參數(shù)至關(guān)重要。

2、PID 整定積分項

積分項或 常稱為重置的I常數(shù) 也可以用不同的方式表示，例如：

– 每秒重復(fù)，

– 每次重復(fù)的秒數(shù)，

– 每分鐘重復(fù)一次，

– 每次重復(fù)分鐘。

無論測量類型如何，積分都是信號報告的所有值的總和，從您開始計數(shù)到完成計數(shù)或繪制曲線下的面積捕獲。該參數(shù)可以稱為K i、T i或其他。此參數(shù)確定消除穩(wěn)態(tài)誤差的速度。

由于測量的不同，這個參數(shù)可能沒有那么直觀。

簡而言之，每次重復(fù)測量的分鐘值越小將產(chǎn)生更大的積分作用，而每分鐘重復(fù)測量的較大值將產(chǎn)生更大的積分作用。

3、PID 整定微分項

導(dǎo)數(shù)或D常數(shù)單位通常為秒或分鐘。

導(dǎo)數(shù)常數(shù)的目的是預(yù)測變化。導(dǎo)數(shù)作用作用于過程變量中測量的變化率。

這個參數(shù)的值基本上意味著你想預(yù)測未來多遠(yuǎn)的變化率。此參數(shù)有助于在您的循環(huán)中創(chuàng)建更快的響應(yīng)以及更好的執(zhí)行循環(huán)。

然而，由于微分項測量過程變量的變化率，過程變量必須是一個非常干凈的信號，意味著信號中沒有噪聲。因此，在控制中不經(jīng)常使用派生術(shù)語。

4、PID算法和參數(shù)

最常用的控制器是 PI。大多數(shù)流程都可以很好地使用這種類型的控制。P 和 PID 控制器偶爾使用，而 PD 控制器很少使用。

PID 控制器是非常復(fù)雜的設(shè)備，可能有許多可調(diào)參數(shù)。過程和算法類型也可能有所不同。PID控制器研究的其他參數(shù)是

– 系列算法，

– 理想算法，

– 并行算法，

– 過濾，

– 掃描時間，

– 抗飽和，

– 自我調(diào)節(jié)與集成過程，

– 反向作用，

• 死的時間，

– 滯后，

– E 導(dǎo)數(shù)或 PV 導(dǎo)數(shù)，

僅舉幾例

5、PID整定方法

由于調(diào)整最基本的 PID 回路存在固有的困難，因此這些比本基礎(chǔ)教程更高級的參數(shù)最好留給以后的課程或自我探索。

調(diào)整 PID 回路是一門科學(xué)，但最廣泛使用的調(diào)整方法是試錯法。

還有其他方法需要一個多步驟的過程來確定您的數(shù)字應(yīng)該在哪里。

調(diào)整的目標(biāo)是確保在發(fā)生干擾后圍繞設(shè)定點的最小過程振蕩。

調(diào)整控制器的第一步是確定您可以進行多少調(diào)整而不會對過程產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

跟廠里的人商量一下，如果調(diào)整PID控制器的參數(shù)不會有不良反應(yīng)，就可以開始調(diào)整了。如果影響是有害的，您必須采取更加謹(jǐn)慎的方法。

顯然，根據(jù)這是新安裝還是現(xiàn)有工廠，您的方法會有所不同。在現(xiàn)有安裝中，您只是希望調(diào)整值并創(chuàng)建更穩(wěn)定的過程。

二：如何調(diào)整 PI 控制器

1、如果 PV 變化很快，如何調(diào)整 PI 控制器

因為 PI 控制器使用最廣泛，所以我們只會調(diào)整這些參數(shù)。正如我們已經(jīng)討論了 PID 項中測量的差異，在本教程中，我們將標(biāo)準(zhǔn)化增益和每分鐘重復(fù)次數(shù)。

直接進入，如果您的過程變量隨著控制變量的變化而快速變化，您將以低增益開始，可能低至 0.1，同時在每分鐘 1 到 10 次重復(fù)之間調(diào)整您的重置。

2、如果 PV 變化緩慢，如何調(diào)整 PI 控制器

相反，如果過程變量變化緩慢，則從較高的增益和較低的重置開始，分別介于 2 和 8 之間以及 0.05 和 0.5 之間。

一次只調(diào)整一個參數(shù)并觀察結(jié)果。繼續(xù)，直到您獲得穩(wěn)定的過程。

一種更謹(jǐn)慎的方法是從低增益開始，禁用積分和微分。

觀察過程并開始通過將值加倍來逐步調(diào)整增益。當(dāng)過程開始振蕩時，將增益值調(diào)低 50%。

使用一個小的積分值并觀察過程。將值逐漸加倍，直到發(fā)生振蕩，然后將積分減少 50%。

此時，您應(yīng)該在附近的某個地方，可以開始微調(diào)過程。

結(jié)論：

正如您現(xiàn)在可能已經(jīng)猜到的那樣，關(guān)于這個主題還有很多東西要學(xué)習(xí)。但總而言之，您可能可以在大多數(shù)流程中使用PI控制器。確保您知道所選控制器的測量類型，并逐步調(diào)整 P 和 I 參數(shù)，直到實現(xiàn)良好的穩(wěn)定過程。

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