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通過(guò)分析拉力試驗機穩定性、超調量、響應速度以及控制精度等主要性質(zhì)對控制系統的影響來(lái)了解三個(gè)參數對常規PID 的控制效果起到作用:
1. 首先對Kp參數進(jìn)行分析:在提高控制系統的響應速度方面,比例系數Kp起主要的作用。當Kp的值比較大時(shí),則系統就會(huì )有較快的響應速度,但是會(huì )造成超調與振蕩以至于系統處于不穩定狀態(tài),故不能使用較大的Kp值。當使用較小的Kp值,系統的響應速度會(huì )較慢,造成系統的反應變慢,終導致讓調節時(shí)間變長(cháng)。
2. 其次對Ki參數進(jìn)行分析:在減小和消除系統的穩態(tài)誤差方面,積分環(huán)節Ki的起重要作用。當Ki的值比較大時(shí),則系統在減小和消除穩態(tài)誤差就會(huì )很快。但是Ki的值太大,則積分飽和現象就出現在系統響應的早期,導致系統早期存在很大的超調量,以至于系統的動(dòng)態(tài)性能很差。如果取較小Ki的值,則會(huì )讓積分效果減弱,導致難以很快減少和消除靜態(tài)誤差,同時(shí)也會(huì )延長(cháng)過(guò)渡時(shí)間,終不能夠很快地達到穩定狀態(tài)。
3. 后對Kd參數進(jìn)行分析:在提高系統的動(dòng)態(tài)性能方面微分Kd起重要作用??紤]到常規PID 控制的微分作用主要體現在系統偏差的變化率方面,在任何方向的變化偏差進(jìn)行抑制方面微分起大的作用。微分Kd能夠針對偏差的改變進(jìn)行預判,使得系統的超調量減少,實(shí)現系統的穩定。如果取較大的Kd值,會(huì )造成系統的有很快的響應,造成增加調節時(shí)間,終使系統受外部影響的性能減弱。
拉力試驗機位置式PID算法的每一次輸出值和以前的每一次誤差都有很大關(guān)系。由于計算機需要把以前的所有誤差進(jìn)行疊加,因此有很大的計算量。在運算過(guò)程中經(jīng)常存在錯誤,造成有很大錯誤的輸出,從而使得執行裝置也會(huì )產(chǎn)生很大幅度的動(dòng)作,在實(shí)際工業(yè)中不希望這些現象發(fā)生。增量是增量式PID 算法輸出值的數值類(lèi)型,由于增量值之和近三次誤差值有關(guān),所以當發(fā)生錯誤數據時(shí)幾乎對執行機構沒(méi)有影響。但是它也存在有靜態(tài)誤差,超調量大、積分截斷效應大等缺點(diǎn),因此需要更好的控制算法來(lái)應用于微型拉伸試驗裝置。
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