用試湊法確定PID控制器參數(shù)

試湊法就是根據(jù)控制器各參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響程度,邊觀察系統(tǒng)的運行,邊修改參數(shù),直到滿意為止。一般情況下,增大比例系數(shù)KP會加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度,有利于減少靜差。但過大的比例系數(shù)會使系統(tǒng)有較大的超調(diào),并產(chǎn)生振蕩使穩(wěn)定性變差。減小積分系數(shù)KI將減少積分作用,有利于減少超調(diào)使系統(tǒng)穩(wěn)定,但系統(tǒng)消除靜差的速度慢。增加微分系數(shù)KD有利于加快系統(tǒng)的響應(yīng),是超調(diào)減少,穩(wěn)定性增加,但對干擾的抑制能力會減弱。在試湊時,一般可根據(jù)以上參數(shù)對控制過程的影響趨勢,對參數(shù)實行先比例、后積分、再微分的步驟進行整定。
比例部分整定。
首先將積分系數(shù)KI取無窮大（實際中能取多大就取多大）微分系數(shù)KD取零,即取消微分和積分作用,采用純比例控制。將比例系數(shù)KP由小到大變化,觀察系統(tǒng)的響應(yīng),直至速度快,且有一定范圍的超調(diào)為止。如果系統(tǒng)靜差在規(guī)定范圍之內(nèi),且響應(yīng)曲線已滿足設(shè)計要求,那么只需用純比例調(diào)節(jié)器即可。
積分部分整定。
如果比例控制系統(tǒng)的靜差達不到設(shè)計要求,這時可以加入積分作用。在整定時將積分系數(shù)KI由大逐漸減小,積分作用就逐漸增強,觀察輸出會發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)的靜差會逐漸減少直至消除。反復(fù)試驗幾次,直到消除靜差的速度滿意為止。注意這時的超調(diào)量會比原來加大,應(yīng)適當?shù)慕档鸵稽c比例系數(shù)KP。
微分部分整定。
若使用比例積分(PI)控制器經(jīng)反復(fù)調(diào)整仍達不到設(shè)計要求,或不穩(wěn)定,這時應(yīng)加入微分作用,整定時先將微分系數(shù)KD從零逐漸增加,觀察超調(diào)量和穩(wěn)定性,同時相應(yīng)地微調(diào)比例系數(shù)KP、積分系數(shù)KI,逐步使湊,直到滿意為止
擴充臨界比例度法
這種方法適用于有自平衡的被控對象,是模擬系統(tǒng)中臨界比例度法的擴充。其整定步驟如下:
(1)選擇一個足夠短的采樣周期T。所謂足夠短,就是采樣周期小于對象的純之后時間的1 /10。
(2)讓系統(tǒng)作純比例控制,并逐漸縮小比例度 ( =1/KP)是系統(tǒng)產(chǎn)生臨界振蕩。此時的比例度和振蕩周期就是臨界比例度 K和臨界振蕩周期TK。
(3)選定控制度。所謂控制度,就是以模擬調(diào)節(jié)器為基準,將系統(tǒng)的控制效果與模擬調(diào)節(jié)器的控制效果相比較,其比值即控制度。