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PID閉環性能標準

2023/5/14 6:24:30 人評論 次瀏覽 分類:過程控制  文章地址:http://www.jinzhengkj.com.cn/tech/4866.html

PID控制回路參數整定的目的是滿足過程變量的控制要求。所以滿足控制要求就是PID閉環性能標準。這么說沒有錯不過也沒有用,能投自動就說明滿足控制要求了簡單觀點推動了對自控率的關注。準確深刻理解控制要求有助于發現問題進而解決問題,對Lambda整定的期望閉環時間常數的選擇也有幫助。

控制要求是魯棒性和性能的統一。


魯棒性可以確保在被控對象適當變化后控制回路仍保證穩定。閉環系統穩定是基本控制要求。傳統閉環設定值響應要求1:4衰減振蕩這種情況下抗擾性能非常理想,但是當被控對象特性變化時系統容易不穩定。保證閉環系統魯棒性的方法就是閉環設定值響應可以適當超調但是不能振蕩。


在比例積分微分控制作用中,比例作用是最基礎最重要的控制作用。但是閉環性能要求不能有穩態偏差,因為有偏差說明沒有達到控制目標。如果想消除穩態偏差就必須引入積分作用,即使是積分對象使用純比例控制也會有穩態偏差。所以比例積分控制是PID控制器的最常用形式。


一般說來閉環性能意味著對設定值跟蹤和抗擾速度都有要求。魯棒性保證前提下的最快速響應,在Lambda整定方法中可以通過選擇
“期望閉環時間常數=純滯后時間”取得。此時控制器發揮了最強控制作用是大部分控制回路的推薦選擇。如果最強控制作用的閉環性能仍不能滿足控制要求則要考慮:

①控制變量的選擇配對是否合理;

②是否需要使用前饋或者串級的變結構改進。有時候純滯后時間比較小為了防止控制器輸出變化大幅度變化,可以選擇"期望閉環時間常數=max(3×純滯后時間,時間常數)"

如果控制作用還是太強可以考慮比例微分先行或者二自由度PID。有時候考慮到和其他控制回路的耦合關系,控制要求可能需要更慢的閉環響應這個可以通過選擇更大的期望閉環時間常數實現。

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