請問(wèn)有個(gè)真空罐,有一個(gè)開(kāi)度可調的蝶閥控制機械泵抽真空的開(kāi)度,一臺變頻器控制另一臺真空泵抽真空,還有一個(gè)開(kāi)度可調的閥門(mén)往罐里通氣,可以用PID 控制調整三個(gè)變量使真空罐真空度達到動(dòng)態(tài)平衡嗎
可以實(shí)現,只要做成閉環(huán)控制系統是可以實(shí)現的,但是調節PID難度較大,需要時(shí)間和試驗。
計算機化的PID控制算法有幾個(gè)關(guān)鍵的參數Ts(采樣時(shí)間),Kc(Gain,增益),Ti(積分時(shí)間常數),Td(微分時(shí)間常數)。PID參數的取值,以及它們之間的配合,對PID控制是否穩定具有重要的意義:
采樣時(shí)間
計算機必須按照一定的時(shí)間間隔對反饋進(jìn)行采樣,才能進(jìn)行PID控制的計算。采樣時(shí)間就是對反饋進(jìn)行采樣的間隔。短于采樣時(shí)間間隔的信號變化是不能測量到的。過(guò)短的采樣時(shí)間沒(méi)有必要,過(guò)長(cháng)的采樣間隔顯然不能滿(mǎn)足擾動(dòng)變化比較快、或者速度響應要求高的場(chǎng)合。
編程時(shí)指定的PID控制器采樣時(shí)間必須與實(shí)際的采樣時(shí)間一致。S7-200中PID的采樣時(shí)間精度用定時(shí)中斷(PID向導用SMB34)來(lái)保證。
增益(Gain,放大系數,比例常數)
增益與偏差(給定與反饋的差值)的乘積作為控制器輸出中的比例部分。提高響應速度,減少誤差,但不能消除穩態(tài)誤差,當比例作用過(guò)大時(shí),系統的穩定性下降。
積分時(shí)間(Integral Time)
偏差值恒定時(shí),積分時(shí)間決定了控制器輸出的變化速率。
積分時(shí)間的長(cháng)度相當于在階躍給定下,增益為“1”的時(shí)候,輸出的變化量與偏差值相等所需要的時(shí)間,也就是輸出變化到二倍于初始階躍偏差的時(shí)間。
如果將積分時(shí)間設為最大值,則相當于沒(méi)有積分作用。
微分時(shí)間(Derivative Time)
偏差值發(fā)生改變時(shí),微分作用將增加一個(gè)尖峰到輸出中,隨著(zhù)時(shí)間流逝減小。微分時(shí)間越長(cháng),輸出的變化越大。微分使控制對擾動(dòng)的敏感度增加,也就是偏差的變化率越大,微分控制作用越強。微分相當于對反饋變化趨勢的預測性調整。
如果將微分時(shí)間設置為0就不起作用,控制器將作為PI調節器工作。
比例調節
提高響應速度,減少誤差,但不能消除穩態(tài)誤差,當比例作用過(guò)大時(shí),系統的穩定性下降。 (由小到大單獨調節)
積分調節
消除穩態(tài)誤差,使系統的動(dòng)態(tài)響應變慢,積分時(shí)間越小,積分作用越大 ,偏差得到的修正越快,過(guò)短的積分時(shí)間有可能造成不穩定。(將調好的比例增益調整到50%~80%后,由大到小減小積分時(shí)間)
微分調節
超前調節,能預測誤差變化的趨勢,提前抑制誤差的控制作用,從而避免了被控量的嚴重超調??梢愿纳葡到y的響應速度和穩定性,對噪聲干擾有放大作用,對具有滯后性質(zhì)的被控對象,應加入微分環(huán)節。
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