PID控制原理講解0001

1、PID 控制原理講解經(jīng)常有人問(wèn)有關(guān) PID 的用法，看一些有關(guān)單片及應(yīng)用的書上都有關(guān)于 PID 的應(yīng)用 原理，但是面對(duì)具體的問(wèn)題就不知道如何應(yīng)用了， 主要的問(wèn)題是里面所用到的參 數(shù)以及計(jì)算結(jié)果需要進(jìn)行什么? 經(jīng)常有人問(wèn)有關(guān) PID 的用法， 看一些有關(guān)單片及應(yīng)用的書上都有關(guān)于 PID 的應(yīng)用原理， 但 是面對(duì)具體的問(wèn)題就不知道如何應(yīng)用了， 主要的問(wèn)題是里面所用到的參數(shù)以及計(jì)算結(jié)果需要進(jìn)行 什么處理， 通過(guò)什么樣的換算才能具體的應(yīng)用于實(shí)際， 另外在計(jì)算方法上也存在著數(shù)值計(jì)算的算 法問(wèn)題，今天我在這里例舉溫度控中的 PID 部分，希望能夠把 PID 的具體應(yīng)用說(shuō)明白。一般書上提供的計(jì)算公式中的幾個(gè)

2、名詞：1. ? 直接計(jì)算法和增量算法，這里的所謂增量算法就是相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)算法的相鄰兩次運(yùn)算之差，得到的 結(jié)果是增量，也就是說(shuō)，在上一次的控制量的基礎(chǔ)上需要增加(負(fù)值意味著減少)控制量，例如 對(duì)于可控硅電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，就是可控硅的觸發(fā)相位還需要提前(或遲后) 的量，對(duì)于溫度控制就 是需要增加 (或減少) 加熱比例， 根據(jù)具體的應(yīng)用適當(dāng)選擇采用哪一種算法， 但基本的控制方法、 原理是完全一樣的，直接計(jì)算得到的是當(dāng)前需要的控制量，相鄰兩次控制量的差就是增量；2. ? 基本偏差 e(t), 表示當(dāng)前測(cè)量值與設(shè)定目標(biāo)間的差，設(shè)定目標(biāo)是被減數(shù)，結(jié)果可以是正或負(fù)，正 數(shù)表示還沒(méi)有達(dá)到，負(fù)數(shù)表示已經(jīng)超過(guò)了設(shè)定值。

3、這是面向比例項(xiàng)用的變動(dòng)數(shù)據(jù)。3. ?累計(jì)偏差 藝(e)= e(t)+e(t-1)+e(t-2)+e(1)，這是我們每一次測(cè)量到的偏差值的總和，這是代數(shù)和，考慮到他的正負(fù)符號(hào)的運(yùn)算的，這是面向積分項(xiàng)用的一個(gè)變動(dòng)數(shù)據(jù)。4. ? 基本偏差的相對(duì)偏差e(t)-e(t-1) ，用本次的基本偏差減去上一次的基本偏差，用于考察當(dāng)前控制的對(duì)象的趨勢(shì)，作為快速反應(yīng)的重要依據(jù)，這是面向微分項(xiàng)的一個(gè)變動(dòng)數(shù)據(jù)。5. ? 三個(gè)基本參數(shù)： Kp， Ki ， Kd. 這是做好一個(gè)控制器的關(guān)鍵常數(shù)，分別稱為比例常數(shù)、積分常數(shù)和微分常數(shù)， 不同的控制對(duì)象他們需要選擇不同的數(shù)值， 還需要經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試才能獲得較好的效果。6. ?

4、標(biāo)準(zhǔn)的直接計(jì)算法公式：Pout(t)=Kp*e(t)+Ki* 藝 e(t)+Kd*(e(t)-e(t-1)；上一次的計(jì)算值：Pout(t-1)=Kp*e(t-1)+Ki* 藝 e(t-1)+Kd*(e(t-1)-e(t-2)；兩式相減得到增量法計(jì)算公式：Pdlt=Kp*(e(t)-e(t-1)+Ki*藝 e(t)+Kd*(e(t)-2*e(t-1)+e(t-2)；*這里我們對(duì) 藝項(xiàng)的表示應(yīng)該是對(duì) e(i)從1到t全部總和，但為了打字的簡(jiǎn)便就記作藝e(t).三個(gè)基本參數(shù) Kp， Ki ， Kd. 在實(shí)際控制中的作用： ?比例調(diào)節(jié)作用： 是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差， 系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差， 比例調(diào)節(jié)立即

5、產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用 以減少偏差。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過(guò)大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降， 甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分調(diào)節(jié)作用： 是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差， 提高無(wú)差度。 因?yàn)橛姓`差， 積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行， 甚至無(wú)差， 積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)Ti ， Ti 越小，積分作用就越強(qiáng)。反之 Ti 大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。積 分作用常與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成 PI 調(diào)節(jié)器或 PID 調(diào)節(jié)器。 ? 微分調(diào)節(jié)作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見(jiàn)性，能遇見(jiàn)偏差變化的趨勢(shì)，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒(méi)有形

6、成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此， 可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在微分時(shí)間選擇合適情況下。 可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。 微分作用對(duì)噪聲干 擾有放大作用，因此過(guò)強(qiáng)的加微分調(diào)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。此外，微分反應(yīng)是變化率，而當(dāng)輸入沒(méi)有變化時(shí)，微分作用輸出為零。微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合，組成PD或PID控制器。具體應(yīng)用中的數(shù)值量化處理： ?上面只是控制算法的數(shù)學(xué)方法，似乎有點(diǎn)抽象，在具體的控制項(xiàng)目中怎樣對(duì)應(yīng)呢？也就是 具體的量化問(wèn)題。下面舉一個(gè)在溫度控制中的處理方法。對(duì)于加溫的溫度控制可以采用調(diào)節(jié)供電電壓或在一定的時(shí)間循環(huán)周期內(nèi)的供電時(shí)間比例來(lái) 調(diào)節(jié)加溫控制溫度， 一般以調(diào)節(jié)

7、加溫時(shí)間比例比較簡(jiǎn)單，也是控制上比較常用的方法。 調(diào)壓法控制的原理是通過(guò)可控硅的處罰相位角達(dá)到對(duì)電壓的調(diào)節(jié)，這個(gè)電壓是指有效電壓， 直觀上就是對(duì)一個(gè)正弦波形的前邊切掉一塊， 用不同的切割位置以保留剩余的面積。 為了敘述方便， 我們還是 采用控制時(shí)間比例的辦法： 我們?cè)O(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的加溫周期， 例如 2 分鐘， 我們就在這個(gè)兩分鐘周 期內(nèi)對(duì)輸出進(jìn)行控制，也就是說(shuō)在這個(gè) 2 分鐘內(nèi)加溫多少時(shí)間，全速加溫就是連續(xù)整個(gè)周期（ 2 分鐘） 都加溫， 當(dāng)然停止加溫就是完全不輸出， 根據(jù)我們的計(jì)算可以讓加溫時(shí)間在 0-2 分鐘內(nèi)變 化，比如計(jì)算所得我們?cè)谶@一個(gè)周期內(nèi)應(yīng)該加溫 1 分 30 秒，經(jīng)過(guò)兩分鐘以后再

8、測(cè)量被加溫物體 的溫度，通過(guò)計(jì)算我們應(yīng)該加溫 1 分 28 秒，等等等等，這里除了加溫以外的時(shí)間就是不加溫， 等等下一個(gè)周期到來(lái)， 再進(jìn)行實(shí)際測(cè)量計(jì)算下一周期我們的輸出量， 周而復(fù)始， 不斷地修正我們 的輸出量，以達(dá)到對(duì)溫度有效控制。為了對(duì)應(yīng)我們的程序處理上的方便，我們?cè)诔绦騼?nèi)部一般并不是用時(shí)分秒來(lái)計(jì)算的，通常 我們會(huì)使用系統(tǒng)的一個(gè)定時(shí)器用于系統(tǒng)全部時(shí)鐘， 例如顯示刷新、 鍵盤掃描等， 相對(duì)于計(jì)算來(lái)說(shuō)， 我們的控制周期比較長(zhǎng)， 所以我們可以對(duì) 2分鐘進(jìn)行細(xì)分， 例如我們用每分鐘進(jìn)行 100等分， 則 兩分鐘就是 200 等分，用于我們的溫度控制，這樣的輸出比例的變化已經(jīng)足夠了，我們可以有 20

9、0 個(gè)輸出等級(jí)了。取 200 的另一個(gè)好處是，對(duì)應(yīng)于我們的 8 位單片機(jī)剛好可以在一個(gè)字節(jié)內(nèi)進(jìn) 行運(yùn)算，程序簡(jiǎn)單運(yùn)算速度快。當(dāng)需要改變我們的定時(shí)周期時(shí)， 有些不同的加熱對(duì)象， 例如較大 熱慣性的加熱對(duì)象時(shí)，可能 2 分鐘周期太短了，我們可以通過(guò)修改基本定時(shí)常數(shù)的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)， 而保持我們的 200 等分不變。 我們對(duì) 2 分鐘進(jìn)行 200 等分， 算一下他的每一個(gè)基本單位的具體時(shí) 間？To=60*2/200=0.6s=600ms這對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)太長(zhǎng)了，因?yàn)槿绻易屛业亩〞r(shí)器做到這么慢的定時(shí)周期就干不了別的 事了，為了顯示、鍵盤等的處理一般我們定時(shí)在 5-10ms ，所以就需要另外設(shè)定一個(gè)變量 t

10、Templ 在每一個(gè)定時(shí)中斷發(fā)生時(shí)對(duì)tTempI計(jì)數(shù)。例如我的系統(tǒng)定時(shí)器的定時(shí)常數(shù)對(duì)應(yīng)于10ms,則設(shè)定tTempI在達(dá)到60的時(shí)候才確認(rèn)是達(dá)到 600ms 了，才作為一個(gè)基本的輸岀時(shí)間單位。對(duì)應(yīng)于總周 期的修改, 我們的 200 等分可以不用修改, 而只要修改我們的變量 tTempI 的判斷邊界就可以了, 例如對(duì)應(yīng)于 2分鐘時(shí)是 60，則在 3分鐘為周期時(shí)邊界改為 90就行了，定下了我們的基本控制時(shí) 間分辨率以后， 我們的計(jì)算就可以不用改變了。 當(dāng)然，根據(jù)您的具體對(duì)象也可以修改這個(gè)等分?jǐn)?shù)， 我這里只是作為一個(gè)舉例：例如 200 等分。溫控儀器不離開(kāi)測(cè)溫器件，無(wú)論用什么測(cè)溫器件（傳感器），對(duì)于

11、控制上來(lái)說(shuō)，首先需要將測(cè)到的值換算為溫度數(shù)據(jù)，一般我們國(guó)內(nèi)都采用攝氏度C,工業(yè)上使用的測(cè)溫器件一般都是非線性的器件，經(jīng)過(guò)放大、 A/D 轉(zhuǎn)換所得到的電壓數(shù)據(jù)與溫度呈非線性關(guān)系，存在著微小的差異， 一般采用電壓值表的辦法獲得實(shí)際溫度， 這個(gè)表格是以每一個(gè)溫度點(diǎn)上的電壓值來(lái)表述的，由于我們的單片機(jī) rom 的大小限制， 這個(gè)表格也不可能做得很細(xì)， 基本上以度作為間隔， 也就是說(shuō)直 接查表只能獲得度為單位的溫度值，而實(shí)際測(cè)量的溫度可能是介于T與T+1度之間，在PID控制計(jì)算上， 這樣的分辨率是不夠的， 所以我們還需要進(jìn)一步獲得具體的溫度精確數(shù)據(jù)，一般采用將T與T+1之間的電壓差和 AD實(shí)際值（mv）

12、進(jìn)行定分比分點(diǎn)的辦法（更精確的是采用二次插值計(jì) 算法）獲得溫度的精確數(shù)值，也就是獲得小數(shù)部分。如果能夠做到1/10 度的溫度分辨率精度就可以基本滿足控制運(yùn)算要求了， 所以我們可以用定點(diǎn)數(shù)的辦法處理。不采用浮點(diǎn)數(shù)是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的運(yùn)算速度不適合用浮點(diǎn)數(shù)，定點(diǎn)數(shù)處理，就是將溫度的內(nèi)部運(yùn)算單位放大 10 倍，在用于顯示 的時(shí)候再除以 10 也就是固定顯示一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位置。如果想讓我們的控制做的更好，還可以再提 高溫度的內(nèi)部精度， 例如精確到 1/100 度， 這也是現(xiàn)在高級(jí)溫控儀采用的精度，但在通常情況下這個(gè)精度似乎有點(diǎn)過(guò)剩。PID的三個(gè)基本參數(shù) Kp , Ki , Kd, 般由試驗(yàn)確定，根據(jù)我們的實(shí)際工

13、作對(duì)象去初步確定， 然后在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行調(diào)節(jié)， 以達(dá)到相對(duì)理想的效果， 為了達(dá)到比較好的控制效果， 這三個(gè) 參數(shù)一般不采用整數(shù)， 但同時(shí)為了減輕單片機(jī)的運(yùn)算量， 通常采用 2 的整倍數(shù)放大的辦法確定這 些參數(shù)，在運(yùn)算結(jié)果中再除以 2 的整倍數(shù)，因?yàn)閱纹瑱C(jī)運(yùn)算中可以用移位來(lái)完成，速度比較快， 常用的是 8倍或 16 倍放大，注意這三個(gè)參數(shù)采用相同的放大比例。編程的過(guò)程中自己從頭到尾 要清楚我的參數(shù)是經(jīng)過(guò)放大了的，就不會(huì)忘記對(duì)運(yùn)算結(jié)果還原。通過(guò)怎樣的運(yùn)算來(lái)獲得 2-200 加溫比例數(shù)據(jù)呢？很簡(jiǎn)單，為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，我們先假定 只考慮最簡(jiǎn)單的比例控制算法， 假定我們的控制范圍是在 200 度，則

14、設(shè)定溫度與實(shí)踐溫度的差的 最大值就是200 （度），我們就用去他去輸岀，這時(shí)的參數(shù)Kp=1，當(dāng)我們?yōu)榱颂岣呒訜崴俣?，而使受控制的區(qū)域縮小，例如只控制 50 度范圍，如目標(biāo)溫度設(shè)定為230，我們控制的范圍就在180-230 范圍內(nèi)， 這時(shí)的差值不夠 200，我們就把計(jì)算得到的數(shù)字乘以 4 就得到 0-200 的數(shù)據(jù)了， 假定當(dāng)前實(shí)測(cè)溫度為 222，則230-222=8 再乘以 4算得 32，這就作為我們的輸岀比例數(shù)據(jù)。 當(dāng)然 我們這里還沒(méi)有考慮超溫的情況， 計(jì)算產(chǎn)生了負(fù)數(shù)。 這一部分將作為我們控制輸岀的基本量， 上 面的計(jì)算是對(duì)應(yīng)于 Kp=4DE,再加入微分和積分項(xiàng)，這時(shí)我們的Kp可以基本保持不

15、變。Kp在這里基本確立了我們的起始控制點(diǎn)到目標(biāo)值之間的控制范圍，微分和積分項(xiàng)在這里只是作為附加部 分，基本不影響控制范圍。 當(dāng)溫度突然下降一度時(shí)， 我們希望補(bǔ)上多少比例區(qū)進(jìn)行下一輪的加熱 呢？這就是微分系數(shù)： 早我經(jīng)過(guò)這么久的控制， 目標(biāo)溫度還是低了一點(diǎn)， 我希望用多少的比例去 彌補(bǔ)這個(gè)長(zhǎng)期欠溫呢？這就是積分常數(shù)， 我想你已經(jīng)大概已經(jīng)確定了這些數(shù)據(jù)了。 一句話， 比例 常數(shù)決定我們參與在目標(biāo)點(diǎn)以前真正控制的范圍，Kp=S本時(shí)間總周期/控制范圍。Ki,Kd是您希望的反應(yīng)對(duì)策速度， 看你有沒(méi)有耐心去逐步達(dá)到穩(wěn)定點(diǎn)， 過(guò)激了會(huì)起反作用的， 過(guò)于膽小怕事是 達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)的。最后，在計(jì)算結(jié)果交付于輸岀

16、之前，還需要進(jìn)行一些修正，例如當(dāng)計(jì)算結(jié)果大于200 時(shí)按200 輸岀，計(jì)算結(jié)果小于零時(shí)按零輸岀。 ?處理上的一些常用方法為了提高測(cè)溫的 準(zhǔn)確性， 往往需要進(jìn)行多次測(cè)溫。 然后剔除測(cè)得結(jié)果中的最大值和最小值。 把剩余值的數(shù)值相加在計(jì)算平均值， 這樣比較有利于抗干擾， 或者由于其他原因引起的測(cè)量值波 動(dòng)，初期的處理是很必要的。 測(cè)溫工作和 PID 計(jì)算一般安排在上一個(gè)輸岀周期的最后階段就提前 進(jìn)行的最后階段就提前進(jìn)行， 測(cè)溫次數(shù)一般在 7-13 次，去掉最大最下數(shù)以后保留 5-11 次用于運(yùn) 算，均值運(yùn)算的累加部分將安排在每一次測(cè)溫以后逐步進(jìn)行，不會(huì)過(guò)多占用系統(tǒng)時(shí)間。 只有系統(tǒng)的時(shí)間允許，盡可能的

17、測(cè)多幾次，所得到的結(jié)果也會(huì)相對(duì)精確點(diǎn)。運(yùn)算將會(huì)占用很長(zhǎng)的時(shí)間，這是相對(duì)于我們的一個(gè)基本定時(shí)周期來(lái)講的，一個(gè)系統(tǒng)定時(shí)周 期內(nèi)我們的系統(tǒng)還要處理很多事情，例如顯示的刷新、鍵盤的掃描、鍵盤碼的處理執(zhí)行等等，如果我們的運(yùn)算占用很多時(shí)間的話那么就會(huì)岀現(xiàn)一個(gè)系統(tǒng)定時(shí)周期內(nèi)完不成的情況。所以如果您的系統(tǒng)僅僅是一臺(tái)溫控儀的話， 就可以將運(yùn)算部分放到主程序中進(jìn)行， 而常規(guī)的刷新掃描之類的才 放在定時(shí)中斷里處理， 這樣編制的主程序就非常清晰明了， 這是比較理想的情況。 如果溫度控制 僅僅作為您的系統(tǒng)中的一部分小插曲， 那就需要認(rèn)真考慮程序的布局了， 主程序有更重要的任務(wù) 要處理， 溫度控制運(yùn)算部分就只能委托系統(tǒng)定

18、時(shí)器來(lái)承擔(dān)了，時(shí)間不夠用怎么辦？假定我們的定時(shí)周期是10ms,顯示刷新部分要用1ms，鍵盤掃描處理要 1ms，PID運(yùn)算要2ms （假定），留給主程序的時(shí)間可能不夠了，我們就 需要對(duì)我們的 PID 運(yùn)算進(jìn)行任務(wù)的分割，把運(yùn)算分成幾個(gè)部 分進(jìn)行，每一次進(jìn)入運(yùn)算程序只計(jì)算其中的一小部分，經(jīng)過(guò)N次的調(diào)才完成一個(gè)完整的PID運(yùn)算，這樣就不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作了， 這里面需要細(xì)細(xì)的推敲、 分割， 這是面對(duì)一個(gè)較大系統(tǒng)的一 般處理方法， 對(duì)其他任務(wù)也可以采用分割的辦法進(jìn)行細(xì)化，例如對(duì)顯示刷新， 現(xiàn)在液晶屏用得比較多，環(huán)境的干擾，數(shù)據(jù)的變化都會(huì)引起花屏或反應(yīng)遲鈍，而刷新需要占用很長(zhǎng)的時(shí)間，我們也可以采用分片

19、刷新的辦法處理，把每次刷新所占用的時(shí)間減到最短。PID 的輸出部分可以放到系統(tǒng)定時(shí)中斷里處理，這部分占用的時(shí)間不長(zhǎng)，可以隨帶完成。前面我們講到將時(shí)間作 200 等分記作 Tset ，這就是將一個(gè)約定時(shí)間 200 級(jí)不同的輸出時(shí)間 比例，通過(guò)我們的計(jì)算得到一個(gè)介于 0-200 之間的數(shù) Tout ，然后每次在我們的 PID 基本定時(shí)時(shí) 間中對(duì)這個(gè) Tout 減 1，當(dāng)?shù)确钟?jì)數(shù)器 Tset 也達(dá)到零時(shí)進(jìn)行下一輪控制循環(huán)， 重新計(jì)算 Tout 。這 樣我們就完成一個(gè)控制比例 Tout/200 ，這個(gè) Tout 是計(jì)算獲得的原始數(shù)據(jù)。運(yùn)算中往往出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出的情況，所以一般在運(yùn)算中都要求對(duì)數(shù)據(jù)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成

20、 int 型，注 意需要考慮符號(hào)，另外，對(duì)有些參數(shù)如積分項(xiàng)的累加數(shù)過(guò)大時(shí)會(huì)起反作用，使調(diào)節(jié)失靈，或者引 起大幅震蕩，為此我們對(duì)這一項(xiàng)引入一個(gè)數(shù)值最大界限，當(dāng)結(jié)果超出約定界限時(shí)，不再增加（或 減少） 。加溫的整個(gè)過(guò)程沒(méi)有必要全程 PID 控制，一般可以在設(shè)定目標(biāo)值前一個(gè)溫度區(qū)域才進(jìn)行 PID 控制，例如，設(shè)定目標(biāo)溫度為 300度，則我們可以在 250 度以前全速加溫，當(dāng)達(dá)到 250 以后 才開(kāi)始計(jì)算 PID 并予以控制， 這樣可以加快加溫速度又不影響溫度控制。 在不產(chǎn)生過(guò)大的過(guò)沖的 情況下， 盡可能把起控點(diǎn)抬高， 有利于后面控制部分的進(jìn)一步細(xì)化。 在進(jìn)入控制之前我們的積分 項(xiàng)紀(jì)錄數(shù)據(jù)為零。對(duì)于用

21、調(diào)壓法控制輸出時(shí)，由于正弦波相對(duì)于延時(shí)導(dǎo)通的相位角輸出的電壓有效值是非線 性的， 而且三角函數(shù)計(jì)算也很費(fèi)時(shí)， 所以建議用查表法處理， 同樣可以采用查表加插值獲得移向 數(shù)據(jù)， 其他的計(jì)算方法和用繼電器比例輸出法是一樣的。硬件上還需要做一個(gè)比較精確的過(guò)零負(fù)脈沖電路， 讓脈沖發(fā)生于過(guò)零點(diǎn)以前， 這樣我們就可以在過(guò)零以前先關(guān)閉輸出， 脈沖寬度越窄越 好，至少這個(gè)脈沖寬度不能大于1ms過(guò)零脈沖的識(shí)別也需要一點(diǎn)小小的處理，防止假脈沖混入，防止電網(wǎng)干擾，這是軟件上的問(wèn)題。參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整這是 PID 最困難的部分，編程時(shí)只設(shè)定他們的大概數(shù)值，然后通過(guò)反復(fù)的調(diào)試才能找到相 對(duì)比較理想的參數(shù)值。 面向不同的控制

22、對(duì)象參數(shù)都不同， 所以我們無(wú)法提供參考數(shù)值， 但是我們 可以根據(jù)這些參數(shù)在整個(gè) PID 過(guò)程中的作用原理，來(lái)討論我們的對(duì)策。1. 加溫很迅速就達(dá)到目標(biāo)值，但是溫度過(guò)沖很大：1. 比例系數(shù)太大，致使在未達(dá)到設(shè)定溫度前加溫比例過(guò)高；2. 微分系數(shù)小，致使對(duì)對(duì)象反應(yīng)不敏感；2. 加溫經(jīng)常達(dá)不到目標(biāo)值，小于目標(biāo)值的時(shí)間較多：1. 比例系數(shù)過(guò)小，加溫比例不夠；2. 積分系數(shù)過(guò)小，對(duì)恒偏差補(bǔ)償不足；3. 基本上能夠在控制目標(biāo)上，但上下偏差偏大，經(jīng)常波動(dòng)：1. 微分系數(shù)過(guò)小，對(duì)及時(shí)變化反應(yīng)不夠快，反映措施不力；2. 積分系數(shù)過(guò)大，使微分反應(yīng)被淹沒(méi)鈍化；4. 受工作環(huán)境影響較大，在稍有變動(dòng)時(shí)就會(huì)引起溫度的波動(dòng)

23、：1. 微分系數(shù)過(guò)小，對(duì)及時(shí)變化反應(yīng)不夠快，不能及時(shí)反映；2. 設(shè)定的基本定時(shí)周期過(guò)長(zhǎng)，不能及時(shí)得到修正；選擇一個(gè)合適的時(shí)間常數(shù)很重要，要根據(jù)我們的輸出單位采用什么器件來(lái)確定，如果是采 用可控硅的， 則可設(shè)定時(shí)間常數(shù)的范圍就很自由， 如果采用繼電器的則過(guò)于頻繁的開(kāi)關(guān)會(huì)影響繼 電器的使用壽命，所以就不太適合采用較短周期。一般的周期設(shè)定范圍為 1-10 分鐘較為合適。為了調(diào)試方便，起碼在調(diào)試階段您必須編制一個(gè)可以對(duì)參數(shù)進(jìn)行隨時(shí)修改和記憶的接口， 否則你會(huì)很辛苦，老是在現(xiàn)場(chǎng)與辦公室之間來(lái)回跑。關(guān)于自整定問(wèn)題： 在通用儀表行業(yè)用得比較多，因?yàn)樗麄兊墓ぷ鲗?duì)象是不確定的，而不同的對(duì)象所使用的參 數(shù)是千變?nèi)f化的， 所以無(wú)法為用戶設(shè)定參數(shù)。