阶跃响应法
在下图中,MV呈阶跃变化时,记录了测量值的变 化趋势。根据响应数据测量过程增益Kp、时滞时间L、时间常数T,从而计算和设定PID各种参数的最佳值,这种方法为阶跃响应法。
该方法中,Ziegler Nichols的方式最为有名,其他还有 Chien Hrones Reswick方式。
Ziegler Nichols的最佳PID参数表
PID参数的计算示例
测量阶跃响应,从记录数据中得到如下过程增益Kp、时滞时间L、时间常数T。
Kp=ΔPV/ΔMV=20%/10%=2
L=1(min)
T=5(min)
按照上表Ziegler Nichols的最佳PID参数,进行PID控制时
比例带PB(%)=83 x 2 x 1/5=33(%)
积分时间(min)=2 x 1=2(min)
微分时间(min)=0.5 x 1=0.5(min)
将各值设定在调节器中即可。
但是,这仅仅是过程的一部分特性,实际运行调节器时,还需要确认控制状态,进行修正。
阶跃响应
临界比例带法
在实际过程中,利用前述的阶跃响应法无法得到系统的阶跃响应值时,按照以下的步骤整定PID值。
● 先将比例带设定为最大,积分时间设定为最大、微分时间设定为最小。
● 将比例带从最大逐渐调小,直到测量值开始振荡为止。
● 将积分时间从最大逐渐调小,直到测量值开始振荡为止。
● 将微分时间从最小逐渐调大,直到测量值开始振荡为止。
● 再次微调比例带,直到测量值开始振荡为止。
通过以上操作,基本可以获得最佳值。
但是,在不允许超调的过程中,可将比例带稍微设定得大一些,利用自动模式进行设定变更,对运行情况进行确认,必要时适当增减比例带,以取得无超调的最佳值。另外,L/T≤0.2的条件下,几乎都可以实现稳定的控制。
(转载)