完整介紹pid調(diào)試方法

1、1.1衰減曲線法衰減曲線法是在總結(jié)臨界比例帶法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的， 它是利用比例作用下 產(chǎn)生的4:1衰減振蕩(書=0.75)過程時的調(diào)節(jié)器比例帶S s及過程衰減周期Ts, 據(jù)經(jīng)驗公式計算出調(diào)節(jié)器的各個參數(shù)。衰減曲線法的具體步驟是：(1) 置調(diào)節(jié)器的積分時間Ti -X,微分時間Td -0,比例帶為一稍大的值; 將系統(tǒng)投入閉環(huán)運行。(2) 在系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)后作階躍擾動試驗，觀察控制過程。如果過渡過程 衰減率大于0.75，應(yīng)逐步減小比例帶值，并再次試驗，直到過渡過程曲線出現(xiàn) 4:1的衰減過程。記錄下 4:1的衰減振蕩過程曲線，如圖所示的曲線上求取書=0.75時的振蕩周期Ts結(jié)合此過程下的調(diào)節(jié)器比例帶

2、二，按表計算出調(diào)節(jié)器的各 個參數(shù)。表衰減曲線法計算公式4: 1衰減曲線法PID參數(shù)整定經(jīng)驗公式調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)器參數(shù)比例度S，單位：積分時間Ti，單位：min微分時間Td，單位：minPS s-PI1.2 X S S0.5 X Ts-PID0.8 X S S0.3 X Ts0.1 X Ts10 : 1衰減曲線法PID參數(shù)整定經(jīng)驗公式調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)器參數(shù)比例度S，單位：積分時間T，單位：min微分時間Td，單位：minPS ss-pi1.2 X S ss2x Tr-PID0.8 X § SS1.2 x Tr0.4 x Tr圖衰減曲線(3) 按計算結(jié)果設(shè)置好調(diào)節(jié)器的各個參數(shù)，作階躍擾動試驗，觀

3、察調(diào)節(jié)過程， 適當(dāng)修改調(diào)節(jié)器參數(shù)，到滿意為止。與臨界比例帶法一樣，衰減曲線法也是利用了比例作用下的調(diào)節(jié)過程。從表3-5可以發(fā)現(xiàn)，對于書=0.75，采用比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律時相對于采用比例調(diào)節(jié)規(guī) 律引入了積分作用，因此系統(tǒng)的穩(wěn)定性將下降，為了仍然能得到書=0.75的衰減 率，就需將:s放大1.2倍后作為比例積分調(diào)節(jié)器的比例帶值。1.2臨界比例帶法臨界比例帶法又稱邊界穩(wěn)定法，其要點是將調(diào)節(jié)器設(shè)置成純比例作用，將系 統(tǒng)投入自動運行并將比例帶由大到小改變， 直到系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩為止。這時控 制系統(tǒng)處于邊界穩(wěn)定狀態(tài)，記下此狀態(tài)下的比例帶值，即臨界比例帶 *以及振蕩周期Tk，然后根據(jù)經(jīng)驗公式計算出調(diào)節(jié)器的各個

4、參數(shù)?？梢钥闯雠R界比例帶 法無需知道對象的動態(tài)特性，直接在閉環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行參數(shù)整定。臨界比例帶法的具體步驟是：(1) 將調(diào)節(jié)器的積分時間置于最大，即Ti -X；置微分時間Td =0 ;置比例帶、于一個較大的值。(2) 將系統(tǒng)投入閉環(huán)運行，待系統(tǒng)穩(wěn)定后逐漸減小比例帶，直到系統(tǒng)進(jìn)入等幅振蕩狀態(tài)。一般振蕩持續(xù)45個振幅即可，試驗記錄曲線如圖3-7所示。圖等幅振蕩曲線(3) 據(jù)記錄曲線得振蕩周期Tk，此狀態(tài)下的調(diào)節(jié)器比例帶為，然后按表3-6 計算出調(diào)節(jié)器的各個參數(shù)。表1臨界比例帶法計算公式.=0.75規(guī)律dTiTdP2g00PI2.2g0.85Tk0(4)將計算好的參數(shù)值在調(diào)節(jié)器上設(shè)置好，作階躍響應(yīng)試驗

5、，觀察系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程，適當(dāng)修改調(diào)節(jié)器的參數(shù)，直到調(diào)節(jié)過程滿意為止除此之外，動態(tài)參數(shù)法、經(jīng)驗試湊法、理論計算法，不述了。上面的兩種方法，任何工程人員，只要按照步驟走完，大都可以整定出差不離的參數(shù)的。不管什么樣的工程指導(dǎo)文檔，最好是這種有可實現(xiàn)的具體步驟。2細(xì)化模塊說明2.1原模塊說明TL1| TL2TL3 | TU |MHPO |MH| PT1K |#.#| EP |». mp 1E1it£2'fttfff. fffrE3 |1 E4m.#| TIOHifTI1K |#. ff| KI |ftTP*1 TI IA01tH. flt1 JM2AOS IIII A04 |

6、1 TDM#. ffNf.IOKL II SPJ?H|自動AV_KTCOUTLm.Ht. HHt.m.tm.*CDBHPV1DII：«OlfTB SVLCW|CNT1ICM2CDKJ CDKDTO.DO 仲呦A.V_P|AV_GC|岸胖理|Ht.f dpmi 肘* in .英nr oirr KTgl svh 靈? T0. DO YIK1 JiVIL PTav_dHi 2h弘幽2<k 72h1.參數(shù)意義SP:先進(jìn)控制模型設(shè)定值PV:先進(jìn)控制模型測量值A(chǔ)V:先進(jìn)控制模型總輸出-5-1+1+5:PID手動時，調(diào)節(jié)輸出量正反作用：調(diào)節(jié)PID的作用方向PVMD先控模型輸入量程下限（PID

7、在計算比例帶時使用，根據(jù)實際儀表量程 設(shè)置）PVMU先控模型輸入量程上限（PID在計算比例帶時使用，根據(jù)實際儀表量程 設(shè)置）MD先控模型輸出量程下限（PID在計算比例帶時使用，根據(jù)實際儀表量程設(shè) 置）MU先控模型輸出量程上限（PID在計算比例帶時使用，根據(jù)實際儀表量程設(shè) 置）SVL:PID積分啟動下限（PV量程*SVL%,實際偏差小于此下限，停止積分SVH: PID變積分啟動上限（PV量程*SVL%，實際偏差大于此下限，啟動變 積分OUTB先控模型輸出下限OUTT先控模型輸出上限AV_P:PID部分輸出值A(chǔ)V_R軟伺服部分輸出值A(chǔ)V_GC擾動觀測器的輸出AV_J:擾動觀測器靜態(tài)部分輸出值A(chǔ)V_

8、D擾動觀測器動態(tài)部分輸出值A(chǔ)V_C重疊控制部分輸出值TC:擾動觀測器掃描時間TZ:擾動觀測器專家時間GC1擾動觀測器靜態(tài)系數(shù)（設(shè)置為正數(shù)，已經(jīng)通過正反作用確定了系數(shù)的正 負(fù)）GC2擾動觀測器動態(tài)系數(shù)（設(shè)置為正數(shù)，已經(jīng)通過正反作用確定了系數(shù)的正 負(fù)）OUTL擾動觀測器輸出下限OUTH擾動觀測器輸出上限CDGD重疊控制拐點CDK J重疊控制擾動觀測靜態(tài)系數(shù)（設(shè)置為正數(shù)，已經(jīng)通過正反作用確定了 系數(shù)的正負(fù)）CDKD重疊控制擾動觀測動態(tài)系數(shù)（設(shè)置為正數(shù)，已經(jīng)通過正反作用確定了系數(shù)的正負(fù)）CDBH重疊控制擾動觀測輸出CDK1重疊控制啟動輸出系數(shù)，為正數(shù)（設(shè)置為正數(shù)，已經(jīng)通過正反作用確 定了系數(shù)的正負(fù)）C

9、DK2重疊控制退出輸出系數(shù)，可正可負(fù)，為正數(shù)時，表示恢復(fù)時按照相同方 向恢復(fù)，為負(fù)數(shù)時，表示按照相反方向恢復(fù)。如為0.2時，假如拐點設(shè)置為1,作用時是加1的，在返回時，由原來加1的，變?yōu)榧?.2，整理到PID輸出上， 比CD沒起作用時增加0.2。相反如果為-0.2時，假如拐點設(shè)置為1,作用時是 加1的，在返回時，返回為-0.2，比原來還要減少0.2的量。TL1 :軟伺服小周期時間參數(shù)，軟伺服多個段的周期一致E1:軟伺服小偏差量參數(shù)AO1軟伺服小幅度輸出參數(shù)TL2/E2/AO2, TL3/E3/AO3, TL4/E4/AO4意義相同TL:軟伺服防抖時間PO:PID參考比例參數(shù)PTK:PID比例自

10、整定系數(shù)KP:PID變比例系數(shù)P:PID修正后比例參數(shù)TI0:PID參考積分參數(shù)PTK:PID積分自整定系數(shù)KI:PID變積分系數(shù)TI:PID修正后積分參數(shù)TD:PID參考微分參數(shù)KD:PID變微分系數(shù)SP_RH先進(jìn)控制模型設(shè)定值變化速率，每個掃描周期的變化量ORL先進(jìn)控制模塊輸出下限，只有先控模塊的每次累積輸出大于該值時，輸 出才發(fā)生一次變化。備注：目前擾動觀測器、重疊控制、軟伺服的作用方式都與PID正反作用一致。擾動觀測器、重疊控制的靜動態(tài)系數(shù)都設(shè)置成正數(shù)。通過左鍵點擊調(diào)試窗口中的輸出變量 AV_P AV_R AV_GCAV_J AV_D AV_C 可以隱藏或顯示右側(cè)趨勢中的曲線。原模塊的

11、說明書，除了對變量的描述，其它信息比較少，不利于工程人員掌 握，有時還容易出錯。一個好產(chǎn)品，應(yīng)該配有一個好說明書。2.2、建議把名詞解釋做成表格，增加數(shù)據(jù)類型，默認(rèn)值等如下圖：類 據(jù) 數(shù)型也r據(jù)步 數(shù)同掉電 保護(hù)參數(shù) 對齊強制注 備PV值 測 程 過00 o否否否0o否否是Ho否否o.0a否否1-Eo o a否否否參數(shù)數(shù)據(jù)類 型描述默認(rèn)值數(shù)據(jù) 同步掉電 保護(hù)參數(shù) 對齊強 制備注MUREAL輸出値的疑程上限100否否旦 疋否MDREAL輸出值的雖程下限0是否ACTOPTBOOL|作用方式1否是是否TRKOPTBOOL乎動、跟蹤方式下 SP是否跟蹤PV1否否是否OUTRALREAL單步輸出限值5否

12、否是否單位盡DALREAL備差報警限30否否是否百分?jǐn)?shù)%)INTEDBREAL積分分離限100否否是否百分?jǐn)?shù)(VDBREAL備差死區(qū)限0.2否否是百分?jǐn)?shù)(%)OUTOPTBOOL輸出模式0 J否否是否2.3建議增加算法邏輯圖向工程人員描述清楚計算流程。計算的大致流程不涉及什么秘密的，都是標(biāo)準(zhǔn)的算法, 下面舉和利時PID算法塊的計算流程供參考。J?用3.121 PI D草此邏軸圖2.4建議增加算法的公式，如下圖在常規(guī)模擬控制系統(tǒng)里* PID的計算衣達(dá)式如下：47(t) = KP E(t) + Lj D(r - V) + KP KD(E(“ _ E(e _ )(公式1)上式中：AV(t)： PID

13、的運算輸出值E(t)：偏差值*偏菱值是設(shè)走值與測量值的計算望值，即：設(shè)定值一測畐值KPt比例系數(shù)TI：積分時間(S)TD：微分時間(S)KD：微分增益在離散控制系統(tǒng)里(計算機控制h PID的計算表達(dá)式如下：本PID模塊采用增最型算式計算，即：PID模塊的本周期輸出值足上周期的輸出值與本周期的增雖 運算值之和fAV A.Vk 1) +(A-)公式2)上式中；AV： PID的運算輸出值A(chǔ)V(k-l)： PID的上運算周期的運釁輸出值A(chǔ)V(k)： PID的本運罪周期的增最運算值PID狗雖粗傳換算式：HF 他一 3-叱PT (PVUPVL)上式中；PT； L匕例帶MU；測宦血的量程上限MD：測量值的量

14、程卜'限PVU：輸出值的址程上限PVL；輸岀值的MSTPK偏差恒的計算式：Eg = SP(k) 一 PK(i) + IC(k)匕式中土E(k)：本周期的怕羌值SPtk)：本周期的設(shè)疋值 pv(t)：本周期的構(gòu)能tn ic(k)!本周期的輸入補償值偏差恒變化昴的計專式匸A£(k) = E(k-l)-E(k) 上式中；aE(1)：偏垂值變化晝盼-1)：匕周期偏羞直E(k”本周朋嵋養(yǎng)值偏差值變化量的變化宦的計算式：A(AE(k) = AE(k-1)-AE(fr)一 上式中A(AE(k)：備差個變化的變化量AE(k-l).上周期館強值變化量 昌E(k)：本囚期偏券值變化負(fù)(公式4(公

15、式幻(公式心(公式？)2.5建議增加一些關(guān)鍵名詞的定義如限幅、限速等。如下，示例。4.輸出變化率限制PID模塊可以對pid i|算的輸出值的變化率進(jìn)行檢測*如果變化率大于預(yù)先i殳足的限值（被稱之為 變化率限）時*則產(chǎn)生報警信號、井把其報警值號顯示在PID的操作商板上。如果輸出變化率大于變化率限時*則系統(tǒng)將本次PR模塊的輸岀限制在變化率限°例如：輸出值的疑程卜F限為Q 7（Xh輸出變比率限為10%,上周期的PID輸出值為本周期PID 模塊的計算值為50%,那么，輸出變化¥=50-35 = 15% , 1? >10.因此發(fā)生變化率超 限報警此時.本周期的PID*正的輸出為35% + 10 = 45%.系統(tǒng)默認(rèn)參數(shù)是：輸出變化聿限為10%-5輸出幅值限制PID摸塊可以將最終輸出的輸出值限制在一定的范