Cómo analizar teóricamente el significado físico del parámetro pid

1. Parte proporcional: PID es la abreviatura de proporción, integral y diferencial. La dificultad del control PID no es la programación, sino la configuración de parámetros del controlador.

Aumentar el coeficiente proporcional hace que el sistema tenga mayor capacidad de respuesta, acelera el ajuste y reduce el error en estado estacionario. Sin embargo, si el coeficiente proporcional es demasiado grande, el exceso aumentará, el número de oscilaciones aumentará, el tiempo de ajuste se alargará y el rendimiento dinámico se deteriorará. Si el coeficiente proporcional es demasiado grande, incluso se cerrará. sistema de bucle inestable. Un control proporcional simple es difícil de garantizar un ajuste adecuado y eliminar por completo los errores.

2. Parte integral: el control integral equivale a ajustar periódicamente el ángulo del potenciómetro en función del valor de error actual. El valor de incremento del ángulo de cada ajuste es proporcional al valor de error actual. Cuando la temperatura es inferior al valor establecido, el error es positivo y el término integral aumenta, lo que hace que la corriente de calentamiento aumente gradualmente; de ​​lo contrario, el término integral disminuye. Por lo tanto, mientras el error no sea cero, la salida del controlador seguirá cambiando debido al efecto integral.

La "dirección general" del ajuste integral es correcta y el término integral tiene el efecto de reducir los errores. Hasta que el sistema esté en un estado estable, cuando el error es siempre cero, la parte proporcional y la parte diferencial son ambas cero, la parte integral ya no cambiará y es exactamente igual al valor de salida del controlador requerido en el estado estable, por lo que el papel de la parte integral Para eliminar el error de estado estable y mejorar la precisión del control, la función integral generalmente es necesaria.

3. Parte diferencial: la razón fundamental de la oscilación o incluso la inestabilidad del sistema de control de circuito cerrado es el gran factor de histéresis. Debido a que el término diferencial puede predecir la tendencia de los cambios de error, este efecto "adelante" puede compensar la influencia de los factores rezagados. Un control diferencial adecuado puede reducir el exceso y aumentar la estabilidad del sistema.

Para objetos controlados con características de histéresis grandes, si el efecto del control PI no es ideal, puede considerar agregar control diferencial para mejorar las características dinámicas del sistema durante el proceso de ajuste. Si el tiempo de derivación se establece en 0, la parte derivada no tendrá ningún efecto. La desventaja del control diferencial es que es sensible al ruido de interferencia, lo que reduce la capacidad del sistema para suprimir la interferencia. Para ello se puede añadir a la parte diferencial un enlace de filtrado inercial.

4. Método de ajuste de los parámetros PID: al ajustar los parámetros del controlador PID, el control se puede ajustar experimentalmente en función de la relación cualitativa entre los parámetros del controlador y el rendimiento dinámico y el rendimiento en estado estable. del sistema. El personal de depuración experimentado generalmente puede obtener resultados de depuración más satisfactorios con mayor rapidez. La cuestión más importante en la depuración es saber qué parámetro se debe ajustar y si se debe aumentar o disminuir cuando el rendimiento del sistema no es satisfactorio.

Información ampliada:

Tipos de algoritmos PID:

1. Algoritmo incremental PID

En el algoritmo incremental, la proporción Los signos de el término y el término integral tienen la siguiente relación: si la variable controlada continúa desviándose del valor dado, los dos términos tienen el mismo signo, y cuando la variable controlada cambia en la dirección del valor dado, los signos de los dos Los términos son opuestos.

Debido a esta propiedad, cuando la cantidad controlada está cerca del valor dado, el efecto proporcional del signo negativo dificulta el efecto integral, evitando así el sobrepaso integral y la oscilación resultante. Esto es obviamente propicio para el control. . Sin embargo, si la cantidad controlada está lejos del valor dado y solo comienza a cambiar al valor dado, el proceso de control se ralentizará debido a la dirección inversa de la proporción y la integral.

2. Algoritmo de posición PID

En el control PID básico, cuando hay una gran perturbación o un gran cambio en el valor dado, debido a la gran desviación en este momento, y el El sistema tiene inercia e histéresis, por lo que bajo la acción del término integral, a menudo ocurren grandes sobrepasos y fluctuaciones a largo plazo. Este fenómeno será más grave especialmente en procesos que cambian lentamente, como la temperatura y la composición. Para ello se pueden adoptar medidas de separación integral, es decir, cuando la desviación es grande, se cancela la función integral; cuando la desviación es pequeña, se introduce la función integral;

3. Método de desviación efectiva

Cuando la cantidad de control calculada según el algoritmo de posición PID excede el rango límite, la cantidad de control en realidad solo puede tomar el valor marginal U=Umax, o U=Umin, el método de desviación efectiva consiste en contar el valor de desviación correspondiente de esta cantidad de control como el valor de desviación efectiva en la acumulación integral en lugar de contar la desviación real en la acumulación integral. Porque no se implementa el volumen de control calculado en base a la desviación real.

Algoritmo PID de la Enciclopedia Baidu

Control PID de la Enciclopedia Baidu