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恒溫恒濕試驗(yàn)箱的PID控制

閱讀:1663      發(fā)布時(shí)間:2021-3-10
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  基本用途

  它由于用途廣泛、使用靈活,已有系列化產(chǎn)品,使用中只需設(shè)定三個(gè)參數(shù)(Kp, Ti和Td)即可。在很多情況下,并不一定需要全部三個(gè)單元,可以取其中的一到兩個(gè)單元,但比例控制單元是*的。

  首先,PID應(yīng)用范圍廣。雖然很多工業(yè)過程是非線性或時(shí)變的,但通過對(duì)其簡(jiǎn)化可以變成基本線性和動(dòng)態(tài)特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng),這樣PID就可控制了。

  其次,PID參數(shù)較易整定。也就是,PID參數(shù)Kp,Ti和Td可以根據(jù)過程的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)整定。如果過程的動(dòng)態(tài)特性變化,例如可能由負(fù)載的變化引起系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性變化,PID參數(shù)就可以重新整定。

  第三,PID控制器在實(shí)踐中也不斷的得到改進(jìn),下面兩個(gè)改進(jìn)的例子。

  在工廠,總是能看到許多回路都處于手動(dòng)狀態(tài),原因是很難讓過程在“自動(dòng)”模式下平穩(wěn)工作。由于這些不足,采用PID的工業(yè)控制系統(tǒng)總是受產(chǎn)品質(zhì)量、安全、產(chǎn)量和能源浪費(fèi)等問題的困擾。PID參數(shù)自整定就是為了處理PID參數(shù)整定這個(gè)問題而產(chǎn)生的。現(xiàn)在,自動(dòng)整定或自身整定的PID控制器已是商業(yè)單回路控制器和分散控制系統(tǒng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

  在一些情況下針對(duì)特定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)的PID控制器控制得很好,但它們?nèi)源嬖谝恍﹩栴}需要解決:

  如果自整定要以模型為基礎(chǔ),為了PID參數(shù)的重新整定在線尋找和保持好過程模型是較難的。閉環(huán)工作時(shí),要求在過程中插入一個(gè)測(cè)試信號(hào)。這個(gè)方法會(huì)引起擾動(dòng),所以基于模型的PID參數(shù)自整定在工業(yè)應(yīng)用不是太好。

  如果自整定是基于控制律的,經(jīng)常難以把由負(fù)載干擾引起的影響和過程動(dòng)態(tài)特性變化引起的影響區(qū)分開來,因此受到干擾的影響控制器會(huì)產(chǎn)生超調(diào),產(chǎn)生一個(gè)不必要的自適應(yīng)轉(zhuǎn)換。另外,由于基于控制律的系統(tǒng)沒有成熟的穩(wěn)定性分析方法,參數(shù)整定可靠與否存在很多問題。

  因此,許多自身整定參數(shù)的PID控制器經(jīng)常工作在自動(dòng)整定模式而不是連續(xù)的自身整定模式。自動(dòng)整定通常是指根據(jù)開環(huán)狀態(tài)確定的簡(jiǎn)單過程模型自動(dòng)計(jì)算PID參數(shù)。

  PID在控制非線性、時(shí)變、耦合及參數(shù)和結(jié)構(gòu)不確定的復(fù)雜過程時(shí),工作地不是太好。重要的是,如果PID控制器不能控制復(fù)雜過程,無論怎么調(diào)參數(shù)都沒用。

  雖然有這些缺點(diǎn),PID控制器是簡(jiǎn)單的有時(shí)卻是的控制器

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