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[经验] PID参数整定的方法

2020-6-23 14:54:44  128 PID PID控制
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  一、PID各自的作用
  P:对系统瞬间产生的偏差进行快速修正,只有P时会有静差。
  I:补偿系统的静差。当系统稳定运行时,PIDout=Iout,Pout=0。即:只有I维持系统的运行。只有PI调节时,TargetVal阶跃变化时,NowVal会产生一个大波动和小波动后才稳定。
  D:阻尼作用,当调好PI后,加入D来消除{NowVal会产生一个大波动和小波动后才稳定}的现象。
  二、PID参数整定
  1、P参数整定
  需要看的曲线有:NowVal、TargetVal、PIDout、Pout。
  先慢慢增大P,增大到振荡,又减小回来至不震荡,P最好小一点,在只有P调节时,输出不能有振荡,这时会有静差,无所谓,静差由I调节。这时如果TargetVal变化大,如从0变100,这时Pout=100*P。这时可以看到Pout会出现一个很尖的峰值,这时就要对偏差限幅,这很重要,这对影响系统的稳定性很重要。偏差限幅的值根据实际情况,如果TargetVal变化不大,则偏差限幅可以设置小一点。
  调节好P后,NowVal稳定在一个值,与TargetVal有偏差,而且如果TargetVal变化大,如从0变100,PIDout=Pout也不能有振荡才对。
  I参数整定
  需要看的曲线有:NowVal、TargetVal、PIDout、Pout、Iout。
  慢慢增大I,这时可以看到NowVal会从静差位置随着I的增大逐渐靠近TargetVal,当I较小时NowVal有可能够不着TargetVal,或者上升到TargetVal慢,这时就要增大I。慢慢增大I可以看到NowVal上升到TargetVal速度变快。在增大I的过程中,时刻注意Iout,I过大时Iout会振荡。
  调节好I后,NowVal会快速增大到TargetVal,消除系统静差。这时TargetVal阶跃变化时,NowVal快速跟随变化,并会在变化处出现一个大波动,一个小波动系统就会稳定即为I调好。
  D参数整定
  需要看的曲线有:NowVal、TargetVal、PIDout、Pout、Iout、Dout。
  D的作用是阻尼,当TargetVal大幅度变化时,如从0变到100。这时Pout大幅度上升,使得NowVal冲出TargetVal振荡一两下,加入D就是使它不冲出去。慢慢增大D,发现当TargetVal阶跃变化时Dout会有非常尖的尖峰,这时就要对delError进行限幅。在PID调节中,不允许出现很大的尖峰。
  调好D后,NowVal会很好的跟随TargetVal的变化而变化。
  三、看图整定参数
  1-7曲线分别是:NowVal、TargetVal、PIDout、Pout、Iout、Dout、delError。
  1、I参数整定
  浅蓝线:TargetVal,绿线:NowVal,红线:Iout
  PID=1,0时,明显看到系统静差还没消除,更别谈NowVal变化要快。所以图1I参数小了。
   1.jpg
  PID=0时,看到系统静差已消除,但是NowVal上升慢,还需增大I。调试看到这种情况,当慢慢增大某个参数,现象和上面分析的一样,说明一切都是好的开始。就这样调试下去准能调好。如图
   2.jpg
  PID=4.5,0,看到一个大波动和一个小波动就稳定下来,就说明PI已经调好。如图
   3.jpg
  由图到PI已调好。下面看看TargetVal阶跃变化时NowVal的跟随情况。跟随很好,就是阶跃变化时有大波动+小波动。这需要加入D来消除。
   4.jpg
  2、D参数整定
  浅蓝线:TargetVal,绿线:NowVal,红线:Iout,青色:Dout
  PID=4.5,1。明显看到阶跃变化的大波动+小波动变小。说明增大D的作用效果和上面分析的一样,所以这也是好的开始。如图5。
   5.jpg
  PID=4.5,NowVal基本能跟随TargetVal变化。即绿线跟随浅蓝线。PID参数整定成功。如图6。
   6.jpg
王栋春 2020-6-23 22:12:08
非常实用的资料
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