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技术文章

PIDZ佳整定法


发布日期:[2015-01-12] 共阅[2208]次

阶跃响应法

在右图中,MV呈阶跃变化时,记录了测量值的变 化趋势。根据响应数据测量过程增益Kp、时滞时间L、时间常数T,从而计算和设定PID各种参数的*值,这种方法为阶跃响应法。

该方法中,Ziegler Nichols的方式zui为有名,其他还有 Chien Hrones Reswick方式。

阶跃响应法


Ziegler Nichols的*PID参数表

控制动作比例带PB(%)积分时间(min)微分时间(min)
PI110×Kp x L/T3.3 x L-
PID83 x Kp x L/T2.0 x L0.5 x L


PID参数的计算示例

测量阶跃响应,从记录数据中得到如下过程增益Kp、时滞时间L、时间常数T。
  Kp=ΔPV/ΔMV=20%/10%=2
  L=1(min)
  T=5(min)

按照上表Ziegler Nichols的*PID参数,进行PID控制时
  比例带PB(%)=83 x 2 x 1/5=33(%)
  积分时间(min)=2 x 1=2(min)
  微分时间(min)=0.5 x 1=0.5(min)

将各值设定在调节器中即可。
但是,这仅仅是过程的一部分特性,实际运行调节器时,还需要确认控制状态,进行修正。

阶跃响应
阶跃响应


临界比例带法

在实际过程中,利用前述的阶跃响应法无法得到系统的阶跃响应值时,按照以下的步骤整定PID值。

  1. 先将比例带设定为zui大,积分时间设定为zui大、微分时间设定为zui小。
  2. 将比例带从zui大逐渐调小,直到测量值开始振荡为止。
  3. 将积分时间从zui大逐渐调小,直到测量值开始振荡为止。
  4. 将微分时间从zui小逐渐调大,直到测量值开始振荡为止。
  5. 再次微调比例带,直到测量值开始振荡为止。

通过以上操作,基本可以获得*值。

但是,在不允许超调的过程中,可将比例带稍微设定得大一些,利用自动模式进行设定变更,对运行情况进行确认,必要时适当增减比例带,以取得无超调的*值。另外,L/T≤0.2的条件下,几乎都可以实现稳定的控制。

 
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