安防之家讯:在工程的实际应用中,pid控制算法是最为广泛应用的一种算法,下面小编将为大家详细介绍pid控制算法。
pid控制算法的工作原理
工程实际中,应用最为广泛调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称pid控制算法,又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制主要技术之一。当被控对象结构和参数不能完全掌握,或不到精确数学模型时,控制理论其它技术难以采用时,系统控制器结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能有效测量手段来获系统参数时,最适合用PID控制技术。pid控制算法,实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是系统误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。
控制点目前包含三种比较简单的pid控制算法,分别是:增量式算法,位置式算法,微分先行。这三种是最简单的基本算法,各有其特点,一般能满足控制的大部份要求:
因为PI系统中的I的存在会使整个控制系统的响应速度受到影响,为了解决这个问题,我们在控制中增加了D微分项,微分项主要用来解决系统的响应速度问题,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控制算法的调试过程中,我们应注意以下步骤:
1、 关闭I和D,也就是设为0.加大P,使其产生振荡;
2、 减小P,找到临界振荡点;
3、 加大I,使其达到目标值;
4、 重新上电看超调、振荡和稳定时间是否吻合要求;
5、 针对超调和振荡的情况适当的增加一些微分项;
6、 注意所有调试均应在最大争载的情况下调试,这样才能保证调试完的结果可以在全工作范围内均有效;
PID控制器参数整定是控制系统设计核心内容。它是被控过程特性确定PID控制器比例系数、积分时间和微分时间大小。PID控制器参数整定方法很多,概括起来有两大类:一是理论计算整定法。它主依据系统数学模型,理论计算确定控制器参数。这种方法所到计算数据未必可以直接用,还必须工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法,它主要依赖工程经验,直接控制系统试验中进行,且方法简单、易于掌握,工程实际中被广泛采用。PID控制器参数工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是试验,然后工程经验公式对控制器参数进行整定。但采用哪一种方法所到控制器参数,都需要实际运行中进行最后调整与完善。现一般采用是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数整定步骤如下:
(1)首先预选择一个足够短采样周期让系统工作;
(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入阶跃响应出现临界振荡,记下这时比例放大系数和临界振荡周期;
(3)一定控制度下公式计算到PID控制器参数。
以上便是关于pid控制算法的原理介绍,希望大家能够通过介绍更好地把握pid控制算法,同时能够更好地将之应用与实践中。
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