PID-控制器参数对控制性能的影响

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11、比例系数Kp对系统性能的影响(1)对系统的动态性能影响:Kp加大,将使系统响应速度加快,Kp偏大时,系统振荡次数增多,调节时间加长;;Kp太小又会使系统的响应速度缓慢。Kp的选择以输出响应产生4:1衰减过程为宜。(2)对系统的稳态性能影响:在系统稳定的前提下,加大Kp可以减少稳态误差,但不能消除稳态误差。因此Kp的整定主要依据系统的动态性能。2、积分时间TI对系统性能的影响积分控制通常和比例控制或比例微分控制联合作用,构成PI控制或PID控制。(1)对系统的动态性能影响:积分控制通常影响系统的稳定性。TI太小,系统可能不稳定,且振荡次数较多;TI太大,对系统的影响将削弱;当TI较适合时,系统的过渡过程特性比较理想。(2)对系统的稳态性能影响:积分控制有助于消除系统稳态误差,提高系统的控制精度,但若TI太大,积分作用太弱,则不能减少余差。3、微分时间TD对系统性能的影响积分控制通常和比例控制或比例积分控制联合作用,构成PD控制或PID控制。(1)对系统的动态性能影响:微分时间TD的增加即微分作用的增加可以改善系统的动态特性,如减少超调量,缩短调节时间等。适当加大比例控制,可以减少稳态误差,提高控制精度。但TD值偏大或偏小都会适得其反。另外微分作用有可能放大系统的噪声,降低系统的抗干扰能力。(2)对系统的稳态性能影响:微分环节的加入,可以在误差出现或变化瞬间,按偏差变化的趋向进行控制。它引进一个早期的修正作用,有助于增加系统的稳定性。PID控制器的参数必须根据工程问题的具体要求来考虑。在工业过程控制中,通常要保证闭环系统稳定,对给定量的变化能迅速跟踪,超调量小。在不同干扰下输出应能保持在给定值附近,控制量尽可能地小,在系统和环境参数发生变化时控制应保持稳定。一般来说,要同时满足这些要求是很难做到的,必须根据系统的具体情况,满足主要的性能指标,同时兼顾其它方面的要求。在选择采样周期T时,通常都选择T远远小于系统的时间常数。因此,PID参数的整定可以按模拟控制器的方法来进行。(1)比例系数Kc对系统性能的影响:比例系数加大,使系统的动作灵敏,速度加快,稳态误差减小。Kc偏大,振荡次数加多,调节时间加长。Kc太大时,系统会趋于不稳定。Kc太小,又会使系统的动作缓慢。Kc可以选负数,这主要是由执行机构、传感器以控制对象的特性决定的。如果Kc的符号选择不当对象状态(pv值)就会离控制目标的状态(sv值)越来越远,如果出现这样的情况Kc的符号就一定要取反。2(2)积分控制Ti对系统性能的影响:积分作用使系统的稳定性下降,Ti小(积分作用强)会使系统不稳定,但能消除稳态误差,提高系统的控制精度。(3)微分控制Td对系统性能的影响:微分作用可以改善动态特性,Td偏大时,超调量较大,调节时间较短。Td偏小时,超调量也较大,调节时间也较长。只有Td合适,才能使超调量较小,减短调节时间。

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