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PID控制系统中的问题

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楼主
NJZR|  楼主 | 2016-4-8 13:11 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
PID控制系统, 信号, 回路, 控制方案
目前正在做一个PID控制方案，遇见的问题是信号反馈回路有几百毫秒的延时，而输出执行机构响应是很快的，一启动就造成很快直接输出到最大，因为几百毫秒之内反馈信号为零或很小，系统也无法稳定下来，这种比较极端的情况下增加微分项作用貌似很有限，想向各位大神们讨教点招数，谢谢！

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沙发
NJZR|  楼主 | 2016-4-9 15:15 | 只看该作者
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板凳
oayzw| | 2016-4-9 16:11 | 只看该作者
输出机构特性曲线？

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地板
gx_huang| | 2016-4-9 16:15 | 只看该作者
几百毫秒的延时，也不算很大，温度控制的延时更长呢。
你只能调整增益，让控制慢一些。

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5楼
NJZR|  楼主 | 2016-4-9 18:08 | 只看该作者
gx_huang 发表于 2016-4-9 16:15
几百毫秒的延时，也不算很大，温度控制的延时更长呢。
你只能调整增益，让控制慢一些。 ...

首先谢谢你的回复，但这个跟温度控制不同，温度控制通常输出响应会更慢所以没有问题。打个温度控制的比喻就是恒温烤面包的炉子，假设温度传感器响应时间是5秒，而电热器可能要花几分钟时间才能加热到设定温度，即使几秒种的全开或全关对炉子的温度影响也在可接受范围内，这样自然没有问题。但我这个应用是相当于用一个超大功率的电热器，1秒内就足以把面包烤焦了。用软件PID我到是有办法，人为降低算法执行密度使间隔大于研时即可，无非系统响应慢一些而已，但用硬件PID电路该怎么处理呢

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6楼
fzyuan| | 2016-4-9 18:12 | 只看该作者
需要很清楚控制对象和扰动源特征才能分析，才能计算PID参数的。
既然你有办法用软件实现，那就将软件中的那几个PID参数换算到电路就可以了。

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7楼
zyj9490| | 2016-4-10 11:21 | 只看该作者
把取样频率降低，加大微分作用。降低积分。

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8楼
NJZR|  楼主 | 2016-4-10 16:56 | 只看该作者
zyj9490 发表于 2016-4-10 11:21
把取样频率降低，加大微分作用。降低积分。

软PID可以降低取样频率，硬件电路是连续的模拟量过程没办法降啊

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9楼
zyj9490| | 2016-4-10 18:00 | 只看该作者
NJZR 发表于 2016-4-10 16:56
软PID可以降低取样频率，硬件电路是连续的模拟量过程没办法降啊

你的问题，不是PID的问题，是时延的问题，这是控制论的难题，是纯的时延，唯一的解决思路，降低执行器的增益，选用小功率的加热器，把测温点跟加热器靠近（或是封闭空间中，加一个空气循环风机，快速将加热器的热散布空间），在电路上，再把纯时延等效一阶时延，近似它，然后用微分环节抵消它。

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10楼
zyj9490| | 2016-4-10 18:04 | 只看该作者
纯时延作怪，箱体结构上改变，加快空气流动即可，加装内部风机。选用小体积的温度传感器，靠近加热器，当初做HPLC液相色谱恒温箱的控制思路就是这样。

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11楼
zyj9490| | 2016-4-10 18:10 | 只看该作者
温度反馈环路时延引发的非电路因素造成，（除非你能带宽定得很低，一般可以改的，当然你要选用小体积的温度传感器，如NTC,热电偶），应是空气传热造成的。从这个因素去改良才对。改好了，才能用大功率的执行器。不然，增益太大，轻则超调过大，重则自激，你现在状态就是自激，没法稳定。

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12楼
fzyuan| | 2016-4-10 19:21 | 只看该作者
纯滞后是比较简单的问题，也是控制中最先会遇到的问题，如果没有滞后，那就不需要PID了。
PID本没有采样率一说，那些都最终归结到P、I、D这三个参数上的。

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13楼
zyj9490| | 2016-4-10 20:06 | 只看该作者
fzyuan 发表于 2016-4-10 19:21
纯滞后是比较简单的问题，也是控制中最先会遇到的问题，如果没有滞后，那就不需要PID了。
PID本没有采样率 ...

纯延迟是控制论的最普边，最难调的事情，唯有降低响应速度，或等效近似环节来校正环节。解决纯延后的论文一大堆，就是没有终极的解决方案。

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14楼
gx_huang| | 2016-4-11 08:34 | 只看该作者
NJZR 发表于 2016-4-9 18:08
首先谢谢你的回复，但这个跟温度控制不同，温度控制通常输出响应会更慢所以没有问题。打个温度控制的比喻 ...

其实温度控制也没有你说的这么简单，温度采集快，加热慢，其实加热慢就是一个延时，等你不加热了，它还一直上升呢。你的控制，和温度控制应该一样的，而且比温度的延时还小一些。你只能调整比例输出、积分输出的增益。软件可以实现的，硬件也应该可以，只是麻烦一些。

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15楼
wznhust| | 2016-4-11 09:40 | 只看该作者
加死区

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16楼
fzyuan| | 2016-4-11 11:03 | 只看该作者
积分的主要好处就是能消除死区。

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17楼
kevin04021101| | 2016-4-11 22:46 | 只看该作者
缓启动，主回路缓启动，反馈回路加大比例环节，减小积分环节。

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18楼
NJZR|  楼主 | 2016-4-13 17:14 | 只看该作者
结贴吧，看明白的貌似也没有啥好办法，而“好办法”多的基本都是没仔细看的，以为我真搞加热炉了。不过还是感谢所有朋友的热心

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19楼
资深技术| | 2016-4-13 21:40 | 只看该作者
是该结题了，因为回答跑题了
这个问题只能提高反馈响应速度解决

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