Настройка ПИД

Практические способы настройки контуров регулирования (краткое разъяснение коэффициентов)

В данной статье изложено мое субъективное мнение инженера.

Выводы сделал из объяснений Клауса Либля (Klaus Liebl), инженера из Германии, и личного опыта.

Перед началом настройки ПИД-регулятора необходимо заблаговременно убедиться в наличии трех компонентов для настройки:

1. Должен быть создан удобный график, который бы позволял следить за изменениями процесса (желательно с функцией масштабирования);

2. Функциональный блок ПИД-регулятора должен быть установлен в таком месте программы, которое гарантировало бы его цикличный вызов с равными таймингами (промежутками времени).

Пример: ОВ100 или периодическая задача с циклом в 100 мс;

3. Важно понимать, какая формула используется в библиотеке. Мне известны 2 формулы:

 

Формула ПИД-коэффициентовВ данной формуле очень важен коэффициент интегрирования, который может быть как прямым, так и обратно пропорциональным.

Метод Зиглера-Никельса хорош, но имеет недостаток в том, что в сложных взаимосвязанных системах, когда невозможно исключить внешнее воздействие на процесс, настройка конкретного контура может занять очень длительное время.

Остановлюсь подробнее на основных коэффициентах PID:

1. Пропорциональный коэффициент «P» (гейн) – основной коэффициент регулятора. От него зависит скорость и направление работы регулятора. Основная задача ПИД-регулятора – стабилизация переменной процесса (process variable) по установленному значению (уставка или setpoint). Стабилизация и раскачка – разные вещи.

Если параметр «P» сделать отрицательным, контур начнет работать с точностью до наоборот, а, значит, проявляем с ним аккуратность и ставим значение 0,5.

Так, например, если контур нагревает какую-либо среду, значит, «P» должно быть положительным, если же Вы охлаждаете что-либо, то «P»-коэффициент должен быть отрицательным.

2. Интегральный коэффициент «I» оказывает влияние на процесс регулирования. Его роль – «точность». Стоит акцентировать внимание на формулу 1.

Если она не обратно пропорциональна, то для увеличения интегральной составляющей придётся уменьшать этот коэффициент, в нашем случае, – увеличивать. «Точность» указывает, насколько большим должен быть угол наклона кривой графика переменной процесса.

Если Вам необходимо успокоить периодические колебания, достаточно просто сильно увеличить коэффициент интегрирования (например, с 0,5 до 8,0).

3. Дифференциальный коэффициент «D» служит для успокаивания сложных взаимоинертных систем, для быстрых взаимосвязанных процессов, когда воздействие на объект вызывает волнообразные затухающие процессы, подобные тем, когда мы бросаем камень в воду и видим расходящиеся волны. С каждой волной колебания заметно стихают. Для нивелирования таких колебаний и служит этот коэффициент.

Внимание: для медленных процессов – более 40 с от минимума до максимума графика кривой – данный параметр должен быть исключен, то есть равен 0.

Useful video:
PID_simple

#настройка, #ПИД, #регулятор, #методика, #PID, #правило, #подбора

English version

Если Вы не нашли то, что искали, сообщите об этом в комментарии

Оставьте первый комментарий

Ваш комментарий добавлен


Возврат к списку