基于PLCnext的PID參數(shù)自整定解決方案
今天給大家?guī)淼氖腔赑LCnext的PID控制，所謂PID控制，即比例積分微分控制，別一看有微積分就嚇的不行，認(rèn)為比較難，其實(shí)不是的。下面我就用大白話給大家說一下吧，在實(shí)際工業(yè)過程控制中，幾乎所有模擬量的控制都涉及到PID控制。PID算法是當(dāng)之無愧的萬能算法，因?yàn)镻ID控制具有算法簡單、魯棒性好、可靠性高等特點(diǎn)。
PID控制一般常用于溫度、速度等模擬量的控制，PID的控制過程是怎樣的呢?且看我給大家娓娓道來，被控的實(shí)際模擬量與期望的設(shè)定值之間形成偏差，經(jīng)過PID運(yùn)算后得到控制量，驅(qū)動(dòng)閥門開度、電機(jī)轉(zhuǎn)速(水泵)、熱量等，得到我們期望的響應(yīng)過程，最終消除偏差。PID控制框圖如下：
PID運(yùn)算各校正環(huán)節(jié)的作用如下：
1)比例環(huán)節(jié)：調(diào)整系統(tǒng)對當(dāng)前誤差的能力，即時(shí)成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用以減小誤差。當(dāng)偏差e(t)=0時(shí)，控制作用也為0。
2)積分環(huán)節(jié)：積分是調(diào)節(jié)誤差的。對偏差進(jìn)行記憶，用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度，積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)Ti，Ti越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。
3) 微分環(huán)節(jié)：微分就是調(diào)節(jié)變化的快慢。反映偏差信號的變化趨勢(變化速率)，并能在偏差信號值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間。
最重要的問題來了，PID參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整直接影響了PID控制回路的品質(zhì)，其設(shè)置和調(diào)整過程比較耗時(shí)并且很難得到較好的效果，它一般由工作經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師來完成;再加上每個(gè)系統(tǒng)的控制環(huán)境又各不相同，很多系統(tǒng)呈現(xiàn)滯后性和非線性，PID參數(shù)具有自整定功能的需求越來越迫切。怎么才能完美的調(diào)節(jié)好PID參數(shù)呢?別急!!
接下來，我們先談一下PID參數(shù)自整定的過程：在系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的情況下在輸出控制側(cè)施加一個(gè)階躍變化，這個(gè)階躍變化一般為輸出控制量的20%，然后觀察系統(tǒng)的響應(yīng)過程，通過分析系統(tǒng)的響應(yīng)過程計(jì)算出相應(yīng)的PID參數(shù)，如下圖：
重點(diǎn)來了，基于菲尼克斯PLCnext的PID參數(shù)自整定解決方案正好契合PID參數(shù)自整定需求。接下來我們就拿個(gè)實(shí)例來給大家展示一下，首先，菲尼克斯PLCnext控制器支持Matlab Simulink溫度控制模型的導(dǎo)入，如下圖所示：
其次，使用上面的模型后，我們對菲尼克斯PLCnext控制器PID參數(shù)自整定功能進(jìn)行仿真，自整定過程如下：
最后，PID參數(shù)自整定后控制效果圖如下：
我們從PID控制效果圖可以看到，整定后的PID回路在滿足快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的同時(shí)，不僅沒有超調(diào)量，而且也沒出現(xiàn)振蕩，系統(tǒng)快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且持續(xù)保持穩(wěn)定。
（轉(zhuǎn)載）
