PID参数及其整定

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摘要1. PID整定参数这三个字母是什么意思?它们如何影响你的工厂行为?PID是比例、积分和导数的首字母缩写。这些参数可以单独或集体使用、调整和控制。例如,您可以使用P控制器、PI控制...

1. PID整定参数

这三个字母是什么意思?它们怎么影响你的工厂行动?文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/16664.html

PID是比例、积分以及导数的首字母缩写。这些参数可以单独或集体使用、调剂以及节制。例如,您可使用P节制器、PI节制器或PID节制器。每一个参数均可以单独调剂整定以及节制,每一个参数均可以用于特定目的。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/16664.html

PID参数表示为通用PID节制算法或ISA算法的参数:文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/16664.html

1.1什么是PID整定参数文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/16664.html

常规PID回路由三项组成:文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/16664.html

偏差或PV的比例作用文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/16664.html

偏差的积分作用文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/16664.html

偏差或PV的微分作用文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/16664.html

选择正确的方程以及最好参数值是实现最好整定的本色。文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/16664.html

1.2 P、I、D参数文章源自微观生活(93wg.com)微观生活-https://93wg.com/16664.html

比例参数(P)描写

P作用与偏差或PV成正比。偏差(或PV)乘以比例增益并添加到节制器输出。P动作使输出朝正确方向“踢”。如果偏差值为零,则P动作为零。这象征着只有P动作的节制器需要非零偏差才能有非零输出。因而,仅使用P节制不可能实现精确跟踪。

积分参数(I)描写

斟酌PV以及SP之间的偏差随时间的变化曲线。在数学中,偏差的“积分”可以解释为曲线以及x轴之间和y轴以及当前时刻之间的曲面。每一走一步,曲面都会向右延伸一点。如果此时偏差为零,则曲面不会增添,积分维持不变。

如果偏差为正,偏差曲线下方的曲面将增添,从而发生更高的节制器输出。当偏差变成负值时,I动作将减小。

通常情况下,与比例动作相比,I动作的动作要慢得多。但是,它终究会使偏差为零,这是比例作用所不能做到的。所以基本上,积分动作会回顾过去,检查偏差是不是到达设定值。如果不是,它会作用于输出。它将操纵方向盘,直到你朝着预定的方向前进。

微分参数(D)描写

积分不可能预测偏差的行动。微分作用通过预测偏差的未来行动来解决这个问题。

所以,微分作用就是偏差的变化。它会依据偏差的变化向输出添加一个贡献。当偏差为正,但开始减少D动作时,它将降低节制器的输出。是制动器试图防止超调。

它减少了其他两个动作引发的振荡。它可以将节制器加速到您想要到达的设定值。

它减少了其他两个动作引发的振荡。它可以将节制器加速到您想要到达的设定值。但是,微分作用在PID调理中其实不经常使用。问题是它会放大噪音。如果偏差信号无比喧闹,节制器输出常常会大幅振荡。这可能会对泵以及阀门等装备的使用寿命发生负面影响。

2. 什么是PID整定

PID节制是一种通用的节制办法,也是自动化领域的一项工作:99%的自动化节制回路都是PID。在开始钻研办法以及算法以前,有必要知道要采用哪些PID整定步骤和为何要采用这些步骤。因而,您将能够充沛应用PID整定,提高工厂性能。

2.1 PID整定是什么意思?

PID整定是指依据所用PID算法、开环进程行动以及所需闭环行动的工程规范来肯定PID参数的工作流程。

最优PID整定

高效地找到理想的P、I以及D参数集就是咱们所说的最优PID整定。在搜寻参数的大规模内,只有一组能够取得最好性能。依据您使用的PID办法,计算出的参数可能更接近或更阔别此最好设置。

进程行动

在PID整定中,进程行动是关键。只有在掌握正确的进程行动时,才能执行最好整定。大多数办法将进程简化为无比简单的一阶行动,虽然有许多进程不能用这些简单的模型来描写。例如,蒸汽锅炉汽包、过热器、长延迟进程、(给水)间歇反映器以及液位节制器。

工程规范

最后,您不应当忘怀所需进程行动的工程规范。当设定值跟踪是关键时,将其作为最优性的标准。当干扰按捺是关键时,关注这一点。当二者都需要时,尝试使用前馈。如果不允许超调(因为产品质量降落),则整定节制器以免超调,或者如果实际工厂确切如斯,则整定节制器以在无比宽的工作规模内工作。

换句话说,PID整定象征着节制回路有一个特定的目标,通过使用正确的P、I以及D参数可以实现该目标。因而,您将实现最好的工厂优化。

2.2为何进行PID整定

为了取得所需的闭环节制,PID整定是必要的。例如,如果想要节制温度,则需要整定PID节制器,以将温度维持在设定值。

整定的最低请求是,进程可以在闭环中不乱运行。

再进一步,PID整定将通过减少振荡来节制装备。例如,这将致使更少的警报以及更少的操作干预。

再往前走一步,你就会明白,因为优化了PID整定,工厂效力可以提高,比能耗可以降低,不乱性可以提高,警报以及操作员干预的数量可以降到最低。

2.3整定的关键

PID整定可以带来不少益处。当您花时间将PID参数整定到最好值时,可以取得数周、数小时乃至数分钟的回报。依照下列关键步骤第一次PID整定:

了解你想要节制的进程的行动,例如通过使用(多)阶跃测试。

使用正确的系统辨识办法。

检查DCS PID算法,并在适量时进行更改

制作自己的工程欲望清单,在其当选择最好跟踪以及/或最好干扰按捺。不要忘怀鲁棒性以及高频增益。

计算最好参数,施行这些参数,并在实际装备上检查结果。

跟踪并记录您所做的更改。

3 PID整定办法

选择正确的整定办法以运行不乱的生产进程

怎么快速有效地整定PID节制器?这是一个让许多工程师感到困惑的问题。

虽然PID整定的概念很简单,但支撑PID节制的数学基础却很繁杂。一旦为问题选择了最好节制器配置,就必需整定参数。实现最好性能需要为P、I以及D选择一组理想的数值。

概括地说,有三种办法可以肯定这些设置的最好组合:启迪式整定、基于规则的整定以及基于模型的整定。每一种办法都有其优缺陷。虽然许多人可能认为试凑法是免费的,但它们常常无比昂贵。

3.1什么是启迪式整定

启迪式整定办法是一种遵循一般规则以取得近似或定性结果的办法。世界上大多数PID回路都采取这类办法进行整定,不管是好是坏。试凑法是启迪式整定的一个例子。

试凑法

试凑法是一种相对于简单的办法,一旦你对PID参数有了清晰的了解。从比例到积分再到微分,它在整个系统中按部就班。通常从现有的一组参数开始,从中执行小调剂整定以改善响应。对于新的PID回路,您可以从粗略而安全的初始猜测开始。

基本上,人们认为:

引入P-动作以提高响应速度。过度的P作用会致使振荡。

引入I-动作以取得所需的稳态响应。缺陷是较长期内振荡响应较高。

引入D-作用是为了阻尼。缺陷是高频振荡的可能性更大,加之对噪声的敏感性。

基于规则的PID整定办法假设某个进程响应,以取得简单的数学公式,从而实现PID节制器的调理。进程特性可以通过简单的试验得出,并用于计算PID参数。

请注意,此类整定办法对假定进程响应的差异(例如,一阶线性延迟模型)无比敏感。尤其是,与假设的进程时滞的较大偏差将极大地降低实际PID性能。另外,定义自己节制目标的可能性无比有限或不存在。

Lambda整定办法

Lambda整定办法的名字

典型λ=max(L,T)(无比不乱)减少λ取得更快响应。

3.3什么是基于模型的整定?

基于模型的整定或基于优化的PID整定允许您使用系统模型以最好方式取得P、I以及D参数。斟酌了闭环行动的工程规范。

基于模型的PID整定是一种办法,允许您依据结构化整定进程进行工作,该进程斟酌了您的进程行动以及节制需求。启迪式以及基于规则的调剂需要一个迭代进程。ZieglerNichols等办法在许多(简单)情况下给出了合理的结果,但没法提供与基于模型的PID调理相同的结构化进程以及生产结果。

基于模型的调剂办法可能看起来更耗时,但一旦为PID回路设置了正确的参数,您就会当即看到益处。这些益处将长时间存在。在第一次将PID节制器设置正确后,您无须再次查看它,除了非进程中产生了变化。

以上就是微观生活(93wg.com)关于“PID参数及其整定”的详细内容,希望对大家有所帮助!

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