PID控制参数对过渡过程影响

掌握控制参数对过渡过程的影响对现场参数的整定非常重要,这些知识可以使我们在参数整定时不会陷入无方向的参数试凑中,浪费大量时间而没有结果。(PID缺陷)

P P对过渡过程影响

P+I I对PI控制过渡过程影响

PI+D D对PID控制过渡过程影响

1.比例增益P对过渡过程影响

比例控制能够较快的客服扰动对被控制量的影响,使系统趋向稳定,因此,比例控制时PID控制器中主要的控制,是不可缺少的基本作用控制。

比例增益P是表征比例控制作用的参数。P大,表示控制作用强,能够较快地克服扰动对被控制量的影响(响应快);P大,波动也大;但静差小。

Pk:临界比例增益

P=Pk:等幅振荡,不稳定的过渡过程。

当P = Pk时(图b)被控制量出现等幅震荡,这是控制作用的一种临界状态。等幅震荡不是控制系统所要求的,它是不稳定的。

  1. Pk:发散振荡,不稳定的过渡过程。

P<Pk:衰减振荡,稳定的过渡过程。

后四种为衰减振荡,其中

1.P偏大

被控制量经过多次的衰减振荡才稳定下来。

  1. P理想

被控制量经过2~3次的衰减振荡就稳定下来,有静差。

  1. P偏小或太小

被控制量波动小,但静差大。

点拨:P的选择存在着稳定性与准确性和快速性之间的矛盾。(主要矛盾)

(毛泽东:矛盾论(抓住主要矛盾)、实践论,佩服!)

2.积分时间I对PI控制过渡过程影响

在比例控制中加入积分控制可以有效地消除静差,从而达到无静差控制。因此,静差的消除必定和积分控制的积分时间I有关。

积分时间I越小,表示控制作用越强,达到无静差时间越短;但容易引起波动,稳定性较差。

I过小

控制作用强,容易引起振荡。

I合适

控制作用适当,能够较快的衰减而消除静差。

I过大

消除静差时间过长。

I的选择存在着消除静差的快慢和稳定性之间的矛盾。

分析:I小,波动大,不稳定,I大,消除静差就慢,所以要选合适的I。

技巧:不想波动幅度变大就是加I后调P小即可。

3.微分时间D对PID控制过渡过程影响

在PI控制中加入适当的微分控制组成PID控制,可以使系统的过渡过程会得到很大的改善,超调量减小,衰减比增加,振荡次数下降。

微分控制作用主要用于容量滞后较大的如温度控制系统等场合。而在压力、流量、液位等场合,一般都不加微分控制。

微分时间D越大,表示控制作用越强。(超调量减小越快)

D太小:则对过渡过程没有影响或影响很小。

D过大:反而导致系统过渡过程产生振荡。

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