基于PID的交流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

1、 基于pid的交流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計（偏軟）蘇州市職業(yè)大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 畢業(yè)設(shè)計題目 基于pid的交流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計（偏軟）系 專業(yè)班級 姓 名 陳 明 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 淮 文 軍 摘要分析了pid控制電機速度的功能與優(yōu)缺點，介紹了硬件電路的實現(xiàn)以及軟件的設(shè)置。闡述了pid各符號的知識 ，著重的詳解了pid控制電機速度的調(diào)制方法。闡述了模擬量的輸入、輸出和模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。以及闡述了pid參數(shù)的調(diào)試方法。在控制中加入了omron 觸摸屏，使的p、i、d三個參數(shù)設(shè)置和速度設(shè)置更加方便。增加了速度顯示，還有啟動、停止，這樣控制起來更加的直觀、靈活。關(guān)鍵詞：pid控制，模擬量

2、，電機調(diào)速abstractanalysis of the pid control of motor speed functions and advantages and disadvantages, introduces the realization of the hardware circuit and software settings. elaborated the pid each symbolic knowledge， focuses on the explanation of the pid control of motor speed modulation method. el

3、aborated the analog input，output and analog and digital conversion relationship. and expounds the pid parameters debugging method. in the control of accession to the omron touch screen, so that the p, i, d a three set of parameters as well as the speed setting is more convenient. increased speed dis

4、play and start, this is more intuitive, flexible control.key words: pid control, analog quantity, motor speed control目 錄摘要ii第1章 緒論11.1項目背景11.2論文的主要內(nèi)容21.3本設(shè)計所做的主要工作2第2章 基于pid的交流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計的硬件設(shè)計32.1實施方案32.2控制器的設(shè)計42.2.1 cp1h模擬量輸入單元42.2.2模擬量輸出單元52.3執(zhí)行器的設(shè)計52.4 被控對象的設(shè)計52.5測量裝置62.6 i/o地址分配表62.7 硬件接線圖6第3章 plc的

5、軟件設(shè)計73.1軟件參數(shù)設(shè)計73.2 運算控制的設(shè)計73.3編程83.3.1 cp1h模擬量輸入/輸出單元83.3.2編程的操作流程83.4 pid通道的設(shè)置12第4章 調(diào)試144.1程序的調(diào)試144.2 pid調(diào)試的常用口訣154.3 調(diào)試程序記錄數(shù)據(jù)及說明164-1 調(diào)試程序記錄數(shù)據(jù)表16結(jié)論18參 考 文 獻19附錄a plc程序圖20附錄b 觸摸屏控制圖23附錄c pid參數(shù)的設(shè)定內(nèi)容表24致謝2625第1章 緒論1.1項目背景目前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。同時，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。智能控制的典型實例是

6、模糊全自動洗衣機等。自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機構(gòu)、輸入輸出接口?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口、執(zhí)行機構(gòu)，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過傳感器，變送器，通過輸入接口送到控制器。不同的控制系統(tǒng)，其傳感器、變送器、執(zhí)行機構(gòu)是不一樣的。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。目前，pid控制及其控制器或智能pid控制器（儀表）已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實際中得到了廣泛的應(yīng)用，有各種各樣的pid控制器產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有pid參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器 (intelligent regulator)，其

7、中pid控制器參數(shù)的自動調(diào)整是通過智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來實現(xiàn)。有利用pid控制實現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位控制器，能實現(xiàn)pid控制功能的可編程控制器(plc)，還有可實現(xiàn)pid控制的pc系統(tǒng)等等。交流電動機調(diào)速(speed control of ac motor)通過改變交流電動機的供電頻率、極對數(shù)和轉(zhuǎn)差率等電氣參量，來實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的技術(shù)，又稱交流調(diào)速。在實際應(yīng)用中，交流電動機總是與生產(chǎn)機械相聯(lián)系，形成電力拖動系統(tǒng)。不同的生產(chǎn)機械要求不同的速度，即使同一個生產(chǎn)機械在不同的運行工況下，也需要不同的速度，因而需要對拖動系統(tǒng)的運行速度加以調(diào)節(jié)。三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為： (1)從上式可見，

8、改變供電頻率f、電動機的極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率s均可達到改變轉(zhuǎn)速的目的。常見的交流調(diào)速方法有：降電壓調(diào)速；轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速；轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速；繞線轉(zhuǎn)子電動機串級調(diào)速和雙饋電動機調(diào)速；變極對數(shù)調(diào)速；變壓變頻調(diào)速等。變頻調(diào)速是通過改變定子電壓、頻率的高效調(diào)速方法。為了讓變頻器快速輸出穩(wěn)定的頻率信號，保證電機精確調(diào)速。通常使用plc的pid指令來控制變頻器完成。隨著，控制技術(shù)的發(fā)展，變頻器也可自帶pid控制卡獨立完成調(diào)速。1.2論文的主要內(nèi)容主要介紹了模擬量的輸入、輸出模塊，panasonic的vf0型變頻器，三相鼠籠異步電機，測速計，歐姆龍plc。還有pid調(diào)速控制，硬件電路圖，軟件設(shè)計，參數(shù)調(diào)試等。通過制

9、作出來裝置，可以按照用戶的要求來控制電機的速度。使之能夠以p、i、d參數(shù)的改變，來改變控制要求。1.3本設(shè)計所做的主要工作首先，了解pid控制理論，知道plc模擬量的輸入、輸出模塊。panasonic的vf0型變頻器參數(shù)設(shè)置，歐姆龍觸摸屏基本編寫，plc的編程。然后，按照設(shè)計需要連接各種儀器。并且，根據(jù)設(shè)計設(shè)定各種儀器的參數(shù)。根據(jù)硬件的參數(shù)設(shè)置，編寫plc控制程序。最后，改變pid參數(shù)，進行調(diào)試，將調(diào)試數(shù)據(jù)記錄下來，比較pid參數(shù)的調(diào)節(jié)情況。選出速度偏差在的結(jié)果。第2章 基于pid的交流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計的硬件設(shè)計2.1實施方案本設(shè)計原理上是用omron系列cp1h-xa型號plc的模擬量輸入/

10、輸出單元進行電機轉(zhuǎn)速的pid控制。具體的設(shè)計思路是如下： 通過速度計測得三相異步電機的速度，經(jīng)a/d模塊傳給plc。用戶根據(jù)實際需要給plc一個速度值。plc通過處理將結(jié)果經(jīng)d/a模塊傳給變頻器。變頻器通過給定的信號控制三相異步電機，直到速度達到設(shè)定值。設(shè)計的控制圖如2-1，設(shè)計的思路圖如2-2.圖2-1 pid的交流電機調(diào)速系統(tǒng)的硬件控制圖圖2-2pid的交流電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計的思路圖2.2控制器的設(shè)計2.2.1 cp1h模擬量輸入單元（1）在端子臺上方的電壓/電流輸入信號切換開關(guān)如下圖2-3所示： 圖2-3切換開關(guān)本設(shè)計使用的模擬量就是電壓信號，所以本設(shè)計不用改變，就直接使用出廠設(shè)定的就行

11、。（2）模擬量輸入單元模擬量輸入單元是將端子臺如下圖2-4所示：圖2-4端子臺從左到右分別是引腳18，其中1、2控制第一路輸入，3、4控制第二路信號，5、6控制第三路信號，7、8控制第四路信號。由于本設(shè)計只用到第一路輸入，所以只介紹1、2引腳的含義，其它的引腳其實也類似。其中1號引腳是第一路信號的模擬量電壓/電流輸入（接正極），由于上面已經(jīng)將信號切換開關(guān)切至off，故是電壓輸入；2號引腳是第一路信號的公共端（接負(fù)極）。2.2.2模擬量輸出單元模擬量輸出單元是將指定的數(shù)字量（二進制數(shù)）轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號或電流信號，端子臺如下圖2-4從左到右分別是引腳916，其中9、10、11控制第一路信號輸出

12、，12、13、14控制第二路信號輸出。15、16號引腳是模擬0v。由于本設(shè)計只用到第一路輸出，所以只介紹9、10、11號引腳的含義，其它引腳也類似。其中9號引腳是第一路模擬量電壓的輸出（接正極），10號引腳是第一路模擬量電流的輸出（接正極），11號引腳是第一路模擬量輸出的公共端（接負(fù)極）。2.3執(zhí)行器的設(shè)計本實驗選用panasonic的vf0型變頻器，其額定輸入電壓是200v，額定功率是0.4kw。由于plc中的模擬量的輸出是010v的電壓信號，所以變頻器的控制信號設(shè)為010v的電壓信號，即連接端子為2+，3-。由于是用外部信號控制，所以將參數(shù)p09設(shè)為4。2.4 被控對象的設(shè)計本設(shè)計用的是三

13、相鼠籠異步電機，其額定電壓為380v。三相鼠籠異步電機的運行方式有星型和三角型，具體接線方法如圖2-5所示：本設(shè)計使用的是星型接法。 圖2-5三相鼠籠異步電機星、三角接法2.5測量裝置測速計是一個傳感器，將速度轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電量電壓，能夠?qū)崟r顯示電機轉(zhuǎn)速。將鼠籠電機與測速計同軸連接，即可測量電機轉(zhuǎn)速。2.6 i/o地址分配表本實驗有用外部來控制電機的運行，所以就用到i/o地址. 如下表2-6表2-6 i/o地址分配表輸入部分輸出部分名稱地址名稱地址啟動0.00模擬量d/a210停止0.01中間繼電器w200.00模擬量a/d2002.7 硬件接線圖以plc為控制器、變頻器為執(zhí)行器、測速計為測量

14、裝置的硬件圖如2-7圖2-7硬件接線圖第3章 plc的軟件設(shè)計3.1軟件參數(shù)設(shè)計由于本設(shè)計事先已經(jīng)測得鼠籠電機在星型連接的情況下最高轉(zhuǎn)速可到達1440r/min，這個轉(zhuǎn)速經(jīng)過測速儀轉(zhuǎn)換后得到的電壓是7.5v，而轉(zhuǎn)速為0是其相對測量轉(zhuǎn)換電壓為0,故輸入電壓的量程選用010v；輸出也選010v的電壓量程。cxprogrammer具體個項參數(shù)的設(shè)置修改如下：如圖3-1圖3-1.參數(shù)設(shè)置所以輸入占用的ad 0ch信道地址200ch；選用12000的分辨率。輸出使用da0ch信道地址210ch， 3.2 運算控制的設(shè)計用戶根據(jù)實際需要設(shè)定一個設(shè)定值即電機轉(zhuǎn)速，它與經(jīng)過模擬量輸入單元的濾波、轉(zhuǎn)換，與測量儀

15、器即轉(zhuǎn)速儀，得到的測量值進行比較，得出偏差，偏差經(jīng)過plc的pid指令環(huán)節(jié)的比例積分單元進行調(diào)節(jié)，經(jīng)過模擬量輸出單元的轉(zhuǎn)換，將結(jié)果輸出，輸出到執(zhí)行器即變頻器，同時也將結(jié)果送到微分環(huán)節(jié)做超前調(diào)節(jié)，變頻器輸出對應(yīng)的頻率信號，送到電機，表現(xiàn)出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，再與設(shè)定值相比較，得到偏差，再進行調(diào)節(jié)如此循環(huán)，直到最終得到與設(shè)定值相差無幾的轉(zhuǎn)速。本設(shè)計運算思路圖如下3-2： 圖3-2 設(shè)計思路圖其中比例常數(shù)積分時間微分時間2-pid參數(shù)取樣周期不完全微分系數(shù)3.3編程3.3.1 cp1h模擬量輸入/輸出單元（1）a/d、d/a功能：a/d是模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，通常簡稱為：模數(shù)轉(zhuǎn)換。a/d的作用是把連續(xù)的信號（如：聲

16、音信號，正弦電流信號等）變成離散的信號，方法就是：取樣，量化，編碼。公式：a/d數(shù)值=f* (2)其中f為分辨率，s為測速儀的測量值，am為設(shè)置量程的最大值，a0為設(shè)置量程的最小值。d/a是數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換,通常稱為：數(shù)模轉(zhuǎn)換。d/a轉(zhuǎn)換是將數(shù)字離散信號轉(zhuǎn)變成為模擬連續(xù)信號。公式：d/a數(shù)值= (3)其中f為分辨率，s為輸入d/a通道的數(shù)值，am為設(shè)置量程的最大值，a0為設(shè)置量程的最小值。3.3.2編程的操作流程注：由于pid在進行運算時，它的測量值與設(shè)定值的量必須為同一個量。所以，必須要對測量值與設(shè)定值的量統(tǒng)一。本編程中用的是轉(zhuǎn)速作為統(tǒng)一量。對于輸入的處理在軟件編程前，先要做量程的轉(zhuǎn)換。之前已經(jīng)

17、說明了，轉(zhuǎn)速儀所測得的轉(zhuǎn)速范圍是01440r/min，對應(yīng)的電壓信號為07.5v，而我們設(shè)置plc的模擬量的輸入單元量程是010v，故而必須要把相應(yīng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為010v對應(yīng)的電壓，即我們設(shè)置輸入量程時應(yīng)該1920r/min。其統(tǒng)一的公式為： (4)其中為設(shè)置轉(zhuǎn)速量程，為實際轉(zhuǎn)速量程，為實際電信號量程，2為設(shè)置電信號量程。本設(shè)計中我們使用的是12000的分辨率，測速儀的數(shù)值在輸送給模擬量通道后，模擬量通道（本實驗是200）里顯示的數(shù)值已經(jīng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量即a/d轉(zhuǎn)換，所以我們還要把相應(yīng)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的轉(zhuǎn)速量。對應(yīng)的公式為：測量的轉(zhuǎn)速= (5)其中f為分辨率，為模擬通道200的數(shù)值，為輸入的

18、量程范圍。（1） 啟動停止控制圖3-3-1 啟動停止控制圖0.00作為開始按鈕，0.01作為停止按鈕。（2） 輸入信號的采集圖3-3-2 輸入信號采集圖由于在實際轉(zhuǎn)換過程中涉及到小數(shù)的情況，所以不能簡簡單單的用二進制數(shù)的四則運算，要用到浮點數(shù)，這樣才能保證計算的精確。下圖也是如此。（3）輸入的處理圖3-3-3 輸入處理圖如當(dāng)200通道的數(shù)值為6000時，經(jīng)此時d8中的數(shù)值為960.0000，這就是測得的速度的值。（4）pid的處理圖3-3-4 pid的處理圖 由于pid中的處理數(shù)據(jù)為二進制，所以要將浮點數(shù)變?yōu)槎M制。 （5）對于輸出的處理由于經(jīng)過pid之后得到的數(shù)字量是經(jīng)pid輸出量程的轉(zhuǎn)換值

19、，而要將該數(shù)值轉(zhuǎn)換為模擬量輸出通道的輸入值，就要進行必要的轉(zhuǎn)換。由于第六通道的設(shè)置可知，得到數(shù)字量的范圍為0213，故而轉(zhuǎn)換的公式為：模擬量輸出通道的數(shù)值=（pid輸出/213）*f其中f是分辨率方法和輸入通道一樣，具體操作如下：如圖3-3-5圖3-3-5 pid輸出處理圖如p d100中為pid的輸出值，先將其轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)后進行數(shù)學(xué)運算。,這時中的數(shù)值就是plc送給d/a模塊的數(shù)字量。最后將fix（浮點到十六位bin）轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)（即d110）送給210信道（d/a首信道）就完成了。（6）觸摸屏程序的處理圖3-3-6 觸摸屏控制圖本段程序是用觸摸屏對pid的參數(shù)的設(shè)置，由于觸摸屏中的數(shù)據(jù)設(shè)置

20、為bcd碼，而pid中為二進制數(shù)，所以要轉(zhuǎn)換數(shù)字。若不用觸摸屏，則設(shè)置的程序如下圖：圖3-3-7 程序控制圖3.4 pid通道的設(shè)置本實驗中pid通道的設(shè)置數(shù)制為十六進制。需要設(shè)置的通道為cc+8。首通道c是設(shè)定值信道，該信道內(nèi)僅僅就是為了設(shè)置用戶希望達到的目標(biāo)值，本設(shè)計中即是對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。第一通道c+1是設(shè)定比例參數(shù)，第二通道c+2為積分參數(shù)，第三通道c+3為微分參數(shù)，第四通道c+4為取樣時間。對于濾波系數(shù)，本實驗用其最大值，0.99對應(yīng)的設(shè)置為163。此外，當(dāng)設(shè)定值=測得值時輸出為0%；同時在輸入條件上升及每個取樣周期都將p、i、d的值反映到運算中；比例動作的方向為反方向，故而第五通道c+5

21、設(shè)置值為1632。在輸入最大值10v時，轉(zhuǎn)換得到的結(jié)果的長度為13位，所以pid的第六通道c+6的8-11位輸入數(shù)據(jù)位數(shù)應(yīng)設(shè)為5；輸出跟輸入一致，0-3位輸出數(shù)據(jù)位也設(shè)為5；4-7位對于積分與微分單位規(guī)定為ms，即設(shè)置為9；不對操作量進行限制。綜上所述，第六通道設(shè)置值為595。第七信道c+7與第八通道c+8為設(shè)定最小、最大值，故第七通道為0，第八通道為5a0。注1：將積分、微分常數(shù)單位指定作為時間指定（“9”）時，請將積分、微分時間的設(shè)定設(shè)置在取樣周期的18191倍的時間內(nèi)。注2：如果設(shè)定000,2-pid參數(shù)將轉(zhuǎn)成0.65。通常設(shè)定為000。注3：將操作量限位控制指定設(shè)為有效（“1”）時，請

22、對各值進行如下所示的設(shè)定。000操作量限位下限值操作量限位上限值指定輸出范圍最大值。第4章 調(diào)試4.1程序的調(diào)試當(dāng)把上述的要求都做好后，就要進行調(diào)試工作。該設(shè)計的調(diào)試其實主要就是pid參數(shù)的整定。pid調(diào)節(jié)的相關(guān)知識如下：pid控制器有4個主要的參數(shù)、和需整定，無論哪一個參數(shù)選擇得不合適都會影響控制效果。在整定參數(shù)時應(yīng)把握住pid參數(shù)與系統(tǒng)動態(tài)、靜態(tài)性能之間的關(guān)系。在p（比例）、i（積分）、d（微分）這三種控制作用中，比例部分與誤差信號在時間上是一致的，只要誤差一出現(xiàn)，比例部分就能及時地產(chǎn)生與誤差成正比的調(diào)節(jié)作用，具有調(diào)節(jié)及時的特點。比例系數(shù)越大，比例調(diào)節(jié)作用越強，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度越高；但是對于

23、大多數(shù)系統(tǒng)，過大會使系統(tǒng)的輸出量振蕩加劇，穩(wěn)定性降低。積分作用與當(dāng)前誤差的大小和誤差的歷史情況都有關(guān)系，只要誤差不為零，控制器的輸出就會因積分作用而不斷變化，一直要到誤差消失，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時，積分部分才不再變化。因此，積分部分可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度，但是積分作用的動作緩慢，可能給系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性帶來不良影響。積分時間常數(shù)增大時，積分作用減弱，系統(tǒng)的動態(tài)性能（穩(wěn)定性）可能有所改善，但是消除穩(wěn)態(tài)誤差的速度減慢。微分部分是根據(jù)誤差變化的速度，提前給出較大的調(diào)節(jié)作用。微分部分反映了系統(tǒng)變化的趨勢，它較比例調(diào)節(jié)更為及時，所以微分部分具有超前和預(yù)測的特點。微分時間常數(shù)增大時，超調(diào)量減小，動態(tài)性

24、能得到改善，但是抑制高頻干擾的能力下降。選取采樣周期時，應(yīng)使它遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于系統(tǒng)階躍響應(yīng)的純滯后時間或上升時間。為使采樣值能及時反映模擬量的變化，越小越好。但是太小會增加cpu的運算工作量，相鄰兩次采樣的差值幾乎沒有什么變化，所以也不宜將取得過小。pid控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。pid控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例

25、法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗，然后按照工程經(jīng)驗公式對控制器參數(shù)進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實際運行中進行最后調(diào)整與完善?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行 pid控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計算得到pid控制器的參數(shù)。pid參數(shù)的設(shè)定：是靠經(jīng)驗及工藝的熟悉，參考測量值跟蹤與設(shè)定值曲線，從而調(diào)整pid的大小。比例i/微分d=2，具體值可根據(jù)儀表定，

26、再調(diào)整比例帶p，p過頭，到達穩(wěn)定的時間長，p太短，會震蕩，永遠(yuǎn)也打不到設(shè)定要求。pid控制器參數(shù)的工程整定,各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中p.i.d參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)以下可參照：溫度t：p=2060%，t=180600s，d=3-180s；壓力p： p=3070%，t=24180s；液位l： p=2080%，t=60300s；流量l： p=40100%，t=660s。4.2 pid調(diào)試的常用口訣參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查；先是比例后積分，最后再把微分加；曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大；曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳；曲線偏離回復(fù)慢，積分時間往下降；曲線波動周期長，積分時間再加長；曲線振蕩頻率快，先把微分降下來；

27、動差大來波動慢。微分時間應(yīng)加長；理想曲線兩個波，前高后低4比1；一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低。p是解決幅值震蕩，p大了會出現(xiàn)幅值震蕩的幅度大，但震蕩頻率小，系統(tǒng)達到穩(wěn)定時間長；i是解決動作響應(yīng)的速度快慢的，i大了響應(yīng)速度慢，反之則快；d是消除靜態(tài)誤差的，一般d設(shè)置都比較小，而且對系統(tǒng)影響比較小。本設(shè)計是用工程整定的方法。先說明一下工程整定的流程：關(guān)閉i和d，加大p，使其產(chǎn)生振蕩；確定取樣時間減小p，找到臨界振蕩點；加大i，使其達到目標(biāo)值；重新上電看超調(diào)、振蕩和穩(wěn)定時間是否吻合要求；針對超調(diào)和振蕩的情況適當(dāng)?shù)脑黾右恍┪⒎猪?；可以說上面的都是理論知識，實際操作起來還是很復(fù)雜的。 4.3 調(diào)試程序

28、記錄數(shù)據(jù)及說明4-1 調(diào)試程序記錄數(shù)據(jù)表設(shè)定值測量值pid說明1000750-105010270f04s能啟動，但是超調(diào)很大，滯后也較大100010270f00.4s能啟動，滯后小100010270f00.22s克服滯后，效果較好1000760-100020270f00.22s增大p，減小超調(diào)1000600-80050270f00.22s1000500-700100270f00.22s效果不好1000200270f00.22s1000400270f00.22s1000800270f00.22s幾乎就不能啟動，很難調(diào)節(jié)，至此，放棄這條路，加入積分，引起震蕩；1000840-110010025s0

29、0.22s先加一個相對比較大的積分，慢慢加震蕩；1000880-109010020s00.22s慢慢增加震蕩1000870-110010015s00.22s1000900-107010010s00.22s1000880-11001005s00.22s到此可知在p=100時，i=10s時效果最好。但是超調(diào)較大，所以現(xiàn)在增加p，改善超調(diào)1000900-110020010s00.22s1000930-106030010s00.22s1000920-105035010s00.22s1000920-105040010s00.22s效果不好，現(xiàn)在一起調(diào)節(jié)，統(tǒng)籌調(diào)整1000930-10503509s00.2

30、2s1000910-10603508s00.22s1000920-10703507s00.22s超調(diào)變大1000930-10604007s00.22s1000930-10405007s00.22s1000950-10206007s00.22s效果還是很好的，就是不穩(wěn)，現(xiàn)在加入一點微分1000940-10106007s0.5s0.22s有點偏差，但是已經(jīng)比較好1000940-10406006s0.5s0.22s1000940-10406005s0.5s0.22s1000940-10406005s0.4s0.22s1000930-10606005s0.2s0.22s效果不好，微分太小1000940

31、-10506005s0.4s0.22s現(xiàn)在已經(jīng)更好了，但是超調(diào)一直在50左右，于是更加增大p,減小超調(diào)100010005s0.4s0.22s1000960-102015005s0.4s0.22s1000980-102016005s0.4s0.22s100018005s0.4s0.22s故上一個參數(shù)基本是相對更好的了，下面，用這個參數(shù)驗證600590-64016005s0.4s0.22s500470-53016005s0.4s0.22s200180-22016005s0.4s0.22s分析：當(dāng)、三個參數(shù)分別為600、7s、0、0.22；1500、5s、0.4s、0.22s;1600、5s、0.4

32、s、0.22s以上三種情況時滿足的要求。其中，第三組數(shù)據(jù)達到。結(jié)論基于pid的交流電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計主要是通過pid運算理論來控制電機的速度。主要有測速計（測量裝置），a/d、d/a模塊(轉(zhuǎn)換裝置)，plc（處理、控制裝置），變頻器（執(zhí)行裝置），鼠籠電機（被控對象）組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于測速計與a/d模塊不能完全的匹配，所以測得的速度有一些偏差，給本實驗的精確調(diào)節(jié)帶來了困難，也增加了調(diào)試的難度。 本實驗中的硬件的連接相對來說比較容易，相比較軟件的編寫就比較困難。特別在數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、量程的統(tǒng)一等方面，軟件的設(shè)置也是必須的。pid控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心，它是根據(jù)被控過程的特性確定p

33、id控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。pid的交流電機調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)改變了原有的控制電機速度的方法，使得控制電機速度更加的方便、靈活、更加的精確，帶領(lǐng)工業(yè)控制電機速度技術(shù)進入自動化時代。但是，基于pid的交流電機調(diào)速技術(shù)也存在缺點，由于pid控制根據(jù)控制系統(tǒng)不同其調(diào)節(jié)效果也不同，所以這就給調(diào)試帶來了困難。 參 考 文 獻1 戴一平 編著.可編過程控制器邏輯控制案例.高等教育出版社，2007.72 歐姆龍編程手冊，2007.9.306-410p3 歐姆龍操作手冊，2007.9.398-420p4 廖常初主編.可編過程控制器應(yīng)用技術(shù)，重慶大學(xué)出版社5 廖常初主編.可編過程控制器應(yīng)用技術(shù)，

34、重慶大學(xué)出版社6 柴瑞娟,孫承志,孫書芳,陳海霞,熊田忠,任慶海等編著.子plc高級培訓(xùn)教程.北京:人民郵電出版社，2009.97 廖常初主編.可編過程控制器應(yīng)用技術(shù)，重慶大學(xué)出版社8 how to use the ob block.pdf,2007.1.9 2007:11-0110.pd.pdf,2005.04附錄a plc程序圖附錄b 觸摸屏控制圖上圖的是plc內(nèi)的控制程序，下圖是觸摸屏內(nèi)的程序。附錄c pid參數(shù)的設(shè)定內(nèi)容表控制數(shù)據(jù)項目內(nèi)容設(shè)定范圍輸入條件為on時能否變更c設(shè)定值（sv）控制對象的目標(biāo)值。輸入范圍的位數(shù)的bin數(shù)據(jù)(0指定輸入范圍最大值)可以c+1比例帶（p）在整個比例控制范圍/控制范圍中所示的p控制用參數(shù)0001270f hex（0.1%單位、0.1999.9%）輸入條件為on時，c+5的位1為1時可以c+2積分常數(shù)（tik）表示積分動作效果大小的常數(shù)。該值變大時，積分效果減弱。00011fff hex270fhex（9999）（無積分動作的設(shè)定）積分、微分常數(shù)單位指定為“1”：18191倍“9”：0.1819.1s（注1）c+3微分常數(shù)（tdk）表示微分動作大小的常數(shù)。該值變大時，微分效果減弱。00011fff hex；0000 hex （0000）（無微分動作的設(shè)定）；積分、微分常