PID调节功能主要通过PID调节器或DCS系统内部的程序模块来实现。对于刚入门的新手来说,深入了解与PID调节相关的基本概念至关重要,它能帮助你迅速掌握调节器的使用方法,从而在自动调节系统中成功调整PID参数。本文将为你详细解读5个核心的PID基本概念,助你夯实基础,顺利前行。
被调量被调量,即反映被调对象实际波动的量值,其特点是经常变化。
设定值设定值是PID调节器所期望的被调量应达到的目标。它既可以是恒定的,也可以是变动的。
控制输出控制输出是由PID调节器依据被调量的变化情况经过计算后发出的指令,旨在使外部执行机构按照其要求进行动作。在这一过程中,可能还会涉及其他环节,例如限幅和伺服放大器等。
输入偏差输入偏差即被调量与设定值之间的差值。
P(比例)比例作用,简言之,就是将被调量与设定值的偏差乘以一个系数。
I(积分)积分作用是对被调量与设定值的偏差进行积分运算。
D(微分)微分作用则是通过对被调量与设定值的偏差进行微分运算来反映偏差的变化趋势。
PID基本公式PID调节器的参数整定过程,通俗地说,就是首先将系统调整为纯比例作用模式,然后逐步增强比例作用,直至系统出现振荡。在此过程中,需要记录下振荡时的比例作用和周期。随后,将比例参数乘以6,并适当延长积分作用的时间。其中,KP代表比例控制参数,KD代表积分控制参数,KI代表微分控制参数,而Km则表示系统开始振荡时的比例值,ω则代表极坐标下振荡时的频率。
单回路系统单回路系统是指仅包含一个PID调节器的控制系统。
串级系统当单个PID调节器不足以满足需求时,我们可以将两个PID调节器串联起来,形成一个串级调节系统,也被称为双回路调节系统。在串级系统中,PID调节器有主调和副调之分。
主调,即要调节被调量的PID,其控制输出作为副调的设定值。副调则负责直接输出指令去指挥执行器动作。通常,主调选用单回路PID调节器,而副调则选用外给定调节器。
PID正作用当PID调节器的控制输出随着被调量的增高而增高,随着被调量的减少而减少时,这种作用被称为PID正作用。
PID反作用反之,如果PID调节器的控制输出随着被调量的增高而降低,随着被调量的减少而增高,那么这种作用就被称为PID反作用。
动态偏差在调节过程中,被调量与设定值之间的偏差会随时间不断变化,这种任意时刻的偏差被称为动态偏差。
静态偏差当调节系统趋于稳定时,被调量与设定值之间仍然可能存在的偏差被称为静态偏差。通过PID调节器的积分作用,可以逐步消除这种静态偏差。
回调回调是指调节器的调节作用使得被调量开始出现下降趋势,或者由下降趋势转变为上升趋势的过程。