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基于PLC的數(shù)字PID調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)

基于PLC的數(shù)字PID調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 編程也是用梯形圖嗎: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-09-27

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對(duì),看場(chǎng)合應(yīng)用,PID是由比例、微分、積分三個(gè)部分組成的，在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常只使用其中的一項(xiàng)或者兩項(xiàng)，如P、PI、PD、PID等。就可以達(dá)到控制要求...PLC編程指令里都會(huì)有PID這個(gè)功能指令...至于P,I,D 數(shù)值的確定要在現(xiàn)場(chǎng)的多次調(diào)試確定...比例控制(P): 比例控制是最常用的控制手段之一，比方說(shuō)我們控制一個(gè)加熱器的恒溫100度，當(dāng)開(kāi)始加熱時(shí)，離目標(biāo)溫度相差比較遠(yuǎn)，這時(shí)我們通常會(huì)加大加熱，使溫度快速上升，當(dāng)溫度超過(guò)100度時(shí)，我們則關(guān)閉輸出，通常我們會(huì)使用這樣一個(gè)函數(shù) e(t) = SP – y(t); u(t) = e(t)*PSP--設(shè)定值 e(t)--誤差值 y(t)--反饋值 u(t)--輸出值 P--比例系數(shù) 滯后性不是很大的控制對(duì)象使用比例控制方式就可以滿足控制要求，但很多被控對(duì)象中因?yàn)橛袦笮浴?也就是如果設(shè)定溫度是200度，當(dāng)采用比例方式控制時(shí)，如果P選擇比較大，則會(huì)出現(xiàn)當(dāng)溫度達(dá)到200度輸出為0后，溫度仍然會(huì)止不住的向上爬升，比方說(shuō)升至230度，當(dāng)溫度超過(guò)200度太多后又開(kāi)始回落，盡管這時(shí)輸出開(kāi)始出力加熱，但溫度仍然會(huì)向下跌落一定的溫度才會(huì)止跌回升，比方說(shuō)降至170度，最后整個(gè)系統(tǒng)會(huì)穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行振蕩。如果這個(gè)振蕩的幅度是允許的比方說(shuō)家用電器的控制，那則可以選用比例控制.比例積分控制(PI): 積分的存在是針對(duì)比例控制要不就是有差值要不就是振蕩的這種特點(diǎn)提出的改進(jìn)，它常與比例一塊進(jìn)行控制，也就是PI控制。其公式有很多種，但大多差別不大，標(biāo)準(zhǔn)公式如下: u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) +u0 u(t)--輸出 Kp--比例放大系數(shù) Ki--積分放大系數(shù) e(t)--誤差 u0--控制量基準(zhǔn)值(基礎(chǔ)偏差) 大家可以看到積分項(xiàng)是一個(gè)歷史誤差的累積值，如果光用比例控制時(shí)，我們知道要不就是達(dá)不到設(shè)定值要不就是振蕩，在使用了積分項(xiàng)后就可以解決達(dá)不到設(shè)定值的靜態(tài)誤差問(wèn)題，比方說(shuō)一個(gè)控制中使用了PI控制后，如果存在靜態(tài)誤差，輸出始終達(dá)不到設(shè)定值，這時(shí)積分項(xiàng)的誤差累積值會(huì)越來(lái)越大，這個(gè)累積值乘上Ki后會(huì)在輸出的比重中越占越多，使輸出u(t)越來(lái)越大，最終達(dá)到消除靜態(tài)誤差的目的。 PI兩個(gè)結(jié)合使用的情況下，我們的調(diào)整方式如下: 1、先將I值設(shè)為0，將P值放至比較大，當(dāng)出現(xiàn)穩(wěn)定振蕩時(shí)，我們?cè)贉p小P值直到P值不振蕩或者振蕩很小為止(術(shù)語(yǔ)叫臨界振蕩狀態(tài))，在有些情況下，我們還可以在些P值的基礎(chǔ)上再加大一點(diǎn)。 2、加大I值，直到輸出達(dá)到設(shè)定值為止。 3、等系統(tǒng)冷卻后，再重上電，看看系統(tǒng)的超調(diào)是否過(guò)大，加熱速度是否太慢。通過(guò)上面的這個(gè)調(diào)試過(guò)程，我們可以看到P值主要可以用來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但太大會(huì)增大超調(diào)量和穩(wěn)定時(shí)間;而I值主要用來(lái)減小靜態(tài)誤差。 PID控制: 因?yàn)镻I系統(tǒng)中的I的存在會(huì)使整個(gè)控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度受到影響，為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)诳刂浦性黾恿薉微分項(xiàng)，微分項(xiàng)主要用來(lái)解決系統(tǒng)的響應(yīng)速度問(wèn)題，其完整的公式如下: u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) + Kd[e(t) – e(t-1)]+u0在PID的調(diào)試過(guò)程中，我們應(yīng)注意以下步驟: 1、關(guān)閉I和D，也就是設(shè)為0.加大P，使其產(chǎn)生振蕩; 2、減小P，找到臨界振蕩點(diǎn); 3、加大I，使其達(dá)到目標(biāo)值; 重新上電看超調(diào)、振蕩和穩(wěn)定時(shí)間是否吻合要求; 5、針對(duì)超調(diào)和振蕩的情況適當(dāng)?shù)脑黾右恍┪⒎猪?xiàng); 6、注意所有調(diào)試均應(yīng)在最大爭(zhēng)載的情況下調(diào)試，這樣才能保證調(diào)試完的結(jié)果可以在全工作范圍內(nèi)均有效;還有一些是關(guān)于運(yùn)動(dòng)控制的,用編碼器之類(lèi)產(chǎn)品為測(cè)量,一個(gè)測(cè)量設(shè)定點(diǎn),一個(gè)測(cè)量跟從量值......這里就不一一而答了..: 回答者：網(wǎng)友

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