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增量式PID控制的参数整定

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ColeYao|  楼主 | 2020-10-29 10:36 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 ColeYao 于 2021-7-3 18:37 编辑

  首先， 增量式PID的公式为 Delta Pwm= KP*vT[nT] +KI*ET[nT] +KD*aT[nT]      KP---比例系数
   KI---积分系数
   KD---微分系数     
   Delta Pwm---输入值(?功率)在某一时刻nT的增量      
   ET[nT] ---nT时刻的误差值（目标值减去当前值）  
   vT[nT] ---ET[nT] 的速度（变化趋势）   
   aT[nT] ---nT时刻ET[nT]的加速度（速度变化趋势）

  其次，使用温控仿真工具观察KI=100（强负反馈，振荡周期较短），KP=0，KD=0的波形如图所示

dPID_100.PNG (210.51 KB )

dPID_100.PNG

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来自 2楼
ColeYao|  楼主 | 2020-10-29 12:12 | 只看该作者
本帖最后由 ColeYao 于 2020-10-29 12:30 编辑
lzm2008 发表于 2020-10-29 11:32
所以工具呢？

帖子里面讨论PID整定用到的仿真工具，有问题请站内解决，软件作者不免费提供PID和工具软件的咨询工作，敬请谅解！

  另从上面的帖子可以归纳出结论：增量式PID的参数整定就是说完整的PID公式包含三个独立的参数，整定的过程就是指定其中一个参数KI，然后根据实际情况得到KP和KD的过程（整定后的效果主要看控制波形要尽量接近理想的温升曲线，超调小，波动小，升温尽可能快）
  再有如果是自整定的话，大多数情况KD=0即完成自整定相当于初步整定完成就可以用了，完全没必要完成KD的整定（当然KD的整定也比KP更麻烦更难确定）。

PID仿真工具2020.rar

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板凳
ColeYao|  楼主 | 2020-10-29 11:28 | 只看该作者
本帖最后由 ColeYao 于 2020-10-29 11:51 编辑

  观察振荡波形，取一个合适的比例系数KP=3000（按照ISA标准公式，KP=Ti*KI=30*100），仿真效果如图

dPID_100_3000.PNG (208.09 KB )

dPID_100_3000.PNG

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地板
lzm2008| | 2020-10-29 11:32 | 只看该作者
所以工具呢？

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5楼
ColeYao|  楼主 | 2020-10-29 11:47 | 只看该作者
本帖最后由 ColeYao 于 2020-10-29 11:53 编辑
ColeYao 发表于 2020-10-29 11:28
观察振荡波形，取一个合适的比例系数KP=3000，仿真效果如图

再加上KD=3000(KD=KP*Td=3000*1)使得曲线平滑，降低温度波动幅度，增量式PID整定即宣告完成！

dPID_100_3000_3000.PNG (194.24 KB )

dPID_100_3000_3000.PNG

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6楼
ColeYao|  楼主 | 2020-10-29 11:55 | 只看该作者
本帖最后由 ColeYao 于 2020-10-29 15:15 编辑
ColeYao 发表于 2020-10-29 11:47
再加上KD=3000(KD=KP*Td=3000*1)使得曲线平滑，降低温度波动幅度，增量式PID整定即宣告完成！
...

再看下取KI=0.1（KI缩小1000倍，弱负反馈，振荡周期较长），KP=0，KD=0的情况

dPID_01.PNG (197.94 KB )

dPID_01.PNG

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7楼
ColeYao|  楼主 | 2020-10-29 12:02 | 只看该作者
ColeYao 发表于 2020-10-29 11:55
再看下取KI=0.1（KI变化1000倍），KP=0，KD=0的情况

  同样取KP=54.8=KI*548，得到一个初步整定过的仿真波形

dPID_0p1_54p8.PNG (192.29 KB )

dPID_0p1_54p8.PNG

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8楼
ColeYao|  楼主 | 2020-10-29 12:07 | 只看该作者
ColeYao 发表于 2020-10-29 12:02
同样取KP=54.8=KI*548，得到一个初步整定过的仿真波形

  最后取KD=20=KP*0.365得到最后的整定效果如图所示，从波形图可以看出，各项控制指标都正常。

dPID_0p1_54p8_20.PNG (191.29 KB )

dPID_0p1_54p8_20.PNG

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9楼
fly1974| | 2020-10-30 11:29 | 只看该作者
ColeYao 发表于 2020-10-29 12:12
帖子里面讨论PID整定用到的仿真工具，有问题请站内解决，软件作者不免费提供PID和工具软件的咨询工作，敬 ...

  关于强或弱负反馈的判定，主要看环境温度变化是受控温度波动的情况，如附图所示！

Fpid弱负反馈.PNG (310.92 KB )

Fpid弱负反馈.PNG

Fpid强负反馈.PNG (313.06 KB )

Fpid强负反馈.PNG

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10楼
ColeYao|  楼主 | 2021-7-2 11:49 | 只看该作者
本帖最后由 ColeYao 于 2021-7-15 15:33 编辑

   ps:

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11楼
chetazo| | 2022-2-6 17:06 | 只看该作者
好贴，谢谢，辛苦了

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12楼
cooldog123pp| | 2023-7-5 11:11 | 只看该作者
这个软件确实很好用，已经下下来看了一下，居然还有中英文切换，感谢作者。

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