臺(tái)達(dá)PID指令的介紹

1、臺(tái)達(dá)PID指令的介紹 一.指令說(shuō)明：PID S1 S2 S3 DS1：目標(biāo)值(SV)S2：測(cè)定值(PV)S3：參數(shù)D：輸出值(MV)16位指令名稱為PID32位指令名稱為DPID其16位之S3參數(shù)表如下所示： 其32位之S3參數(shù)表如下所示： 二.PID指令運(yùn)算公式：本指令是以速度及測(cè)定值微分型態(tài)為依據(jù)來(lái)執(zhí)行PID的運(yùn)算。PID的運(yùn)算分成自動(dòng)，正向動(dòng)作及逆向動(dòng)作3種，而正逆向動(dòng)作由 S3 +4 的內(nèi)容來(lái)指定。此外，與PID運(yùn)算有相關(guān)的設(shè)定值也是由 S3 S3 +5所指定的寄存器來(lái)設(shè)定。PID的基本表達(dá)式: 其中PV(t)S 表示PV(t)的微分值，以及E(t)1/S表示 E(t)的積分值，當(dāng)動(dòng)作

2、方向選擇正向或逆向動(dòng)作時(shí)，當(dāng) E(t)值小于等于0，則被視為0。 符號(hào)說(shuō)明： MV ：輸出值 Kp ： 比例增益 E(t) ： 偏差量。 PV ：現(xiàn)在值 SV ： 目標(biāo)值 Kd ： 微分增益 PV(t)S :PV(t)的微分值 Ki ： 積分增益 E（t)1/S:E（t)的積分三.控制方塊圖： 注意事項(xiàng)和建議：1.使用者于調(diào)整KP、KI及KD三個(gè)主要參數(shù)時(shí)，請(qǐng)先調(diào)整KP值(依經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定)，而KI及KD值先設(shè)定為0，等到調(diào)整到大致上可控制時(shí)，再依序調(diào)整KI值(由小到大)以及KD值(由小到大)，調(diào)整范例如范例四所示。其中KP值為100則表示100%，即對(duì)偏差值的增益為1，小于100%將對(duì)偏差值衰減

3、，大于100%將對(duì)偏差值放大。2.本指令動(dòng)作須配合許多參數(shù)值控制，因此請(qǐng)勿隨意設(shè)定參數(shù)值，以免造成無(wú)法控制之現(xiàn)象。范例一：使用PID指令于位置控制時(shí)之方塊圖(動(dòng)作方向S3+4需設(shè)為0) 范例二：使用PID指令于速度控制時(shí)之方塊圖(動(dòng)作方向S3+4需設(shè)為0) 范例三：使用PID指令于溫度控制時(shí)之方塊圖(動(dòng)作方向S3+4需設(shè)為1) 四.PID指令調(diào)整步驟說(shuō)明：假設(shè)控制系統(tǒng)之受控體G(s) 的轉(zhuǎn)移函數(shù)為一階的函數(shù) (一般馬達(dá)的模型均為此函數(shù))，命令值SV為1，取樣時(shí)間Ts為10ms。建議調(diào)整步驟如下：步驟1：首先將KI及KD值設(shè)為0，接著先后分別設(shè)定KP為5、10、20及40，并分別記錄其SV及PV

4、狀態(tài)，其結(jié)果如下圖所示。 步驟2：觀察上圖后得知KP為40時(shí)，其反應(yīng)會(huì)有過(guò)沖現(xiàn)象，因此不選用；而KP為20時(shí)，其PV反應(yīng)曲線接近SV值且不會(huì)有過(guò)沖現(xiàn)象，但是由于啟動(dòng)過(guò)快，因此輸出值MV瞬間值會(huì)很大，所以考慮暫不選用；接著KP為10時(shí)，其PV反應(yīng)曲線接近SV值并且是比較平滑接近，因此考慮使用此值；最后KP為5時(shí)，其反應(yīng)過(guò)慢，因此也暫不考慮使用。步驟3：選定KP為10后，先調(diào)整KI值由小到大(如1、2、4至8)，以不超過(guò)KP值為原則；然后再調(diào)整KD由小到大(如0.01、0.05、0.1及0.2)，以不超過(guò)KP的10%為原則；最后可得如下圖之PV與SV的關(guān)系圖 附注：本范例僅供參考，因此使用者還需依

5、實(shí)際控制系統(tǒng)之狀況，自行調(diào)整其適合控制參數(shù)五.應(yīng)用實(shí)例：實(shí)例一：利用PID指令于壓力控制系統(tǒng)，使用范例一之方塊圖?？刂颇康模菏箍刂葡到y(tǒng)達(dá)成壓力目標(biāo)值控制特性說(shuō)明：此系統(tǒng)需要漸漸達(dá)成控制目的，因此過(guò)快的達(dá)成控制目的時(shí)，可能會(huì)造成系統(tǒng)超控或無(wú)法負(fù)荷之現(xiàn)象。建議解決方法：方法一：利用較大之取樣時(shí)間達(dá)成方法二：利用延遲命令的功能達(dá)成，其控制方塊圖如下圖： 命令延遲功能梯形圖程序?qū)嵗缦拢?實(shí)例二：速度控制與壓力控制系統(tǒng)分別獨(dú)立控制，使用范例二之方塊圖?？刂颇康模核俣瓤刂剖褂瞄_路控制一段時(shí)間后，再加入壓力控制系統(tǒng)(PID指令)作閉路控制，然后達(dá)成壓力控制目的?？刂铺匦哉f(shuō)明：由于此兩系統(tǒng)的速度與壓力之間，并無(wú)特定關(guān)系可找出來(lái)使用，因此本架構(gòu)需先達(dá)成開路式的控制速度目的，然后再依