PID控制器除了上述Ke、Ti、Td三个参数外,还有采样周期Ts,其作用如下: (1)比例部分与误差信号在时间上是一致的,即与现在有关,只要误差一出现,比例部分就能及时地产生与误差成正比例的调节作用,具有调节及时的特点。Kc越大,比例调节作用越强,系统的稳态精度越高,但过大会使系统的输出量振荡加剧,稳定性降低。 (2)积分部分与误差的大小和历史有关,即与过去有关,只要误差不为零,积分就一直起作用,直到误差消失,无静差。因此积分部分可以消除稳态误差,提高控制精度。Ti越大,系统的稳定性可能有所改善,但积分动作越缓慢,消除稳态误差的速度减慢。 (3)微分部分反映了被控量变化的趋势(误差变化速度),即与将来有关,较比例调节更为及时,具有超前和预测的特点。Td增大,超调量减小,动态性能得到改善,但系统抑制高频干扰的能力下降。 (4)采样周期Ts应能及时反映模拟量的变化,远小于系统阶跃响应的纯滞后时间或上升时间。Ts越小越能及时反映模拟量的变化,但会增加CPU的运算工作量,相邻两次采样的差值几乎没有变化,意义不大,所以不宜将Ts取得过小。表给出了过程控制中采样周期的经验数据。 表 采样周期的经验数据 被控制量 | 流量 | 压力 | 温度 | 液位 | 成分 | 采样周期/s | 1~5 | 3~10 | 15~20 | 6~8 | 15~20 |
以上四个参数都需要整定,这对控制效果的影响非常大,也会极大地影响调试过程。 |