模糊控制PID在工业中的算法及应用.doc

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1、 1 、基本的 PID 的离散表达式自动控制必须遵循某种控制规律，过程控制中常用的是比列，积分，和微分控制规律，简称 PID 控制，理想的 PID 控制规律形式如下：pk=p(k-1)+kn*(1+t/rc)e(k)+kn*e(k-1)u(t)=1/pe(t)+1/te(t)dt+tdde(t)/dt+m式中 e(t)-偏差信号，即设定值 SV 与测量值 PV 之差；P-比列度；KP-比列系数，即 1/P；Tt-积分时间常数； Td-微分时间常数；M-E=0 时的阀位开度（初始值），由人工调整；u(t)-控制器输出。在 PID 三种作用中，微分作用主要用来减少超调，克服震荡，使系统趋向稳定，加

2、快系统的动作速度，减少超调时间，用来改善系统的动态特性；积分作用主要用来消除静差，改善系统的静态特性；比列作用可对偏差做出及时响应。若能将三种作用的强度配合适当，可以使控制器快速，平稳，准确，从而获得满意的控制效果。但实际 PID 在控温中，只能精确的控制一个温度点，它克服了传统控温中的热惯性问题，有效的解决了系统温度的在控温点的温度的漂移。对于复杂的系统，要求系统温度可设定，设定温度范围较大，控温精度较高的条件下。有效的解决一上问题还有一定的难度。也就是说单只用 PID 调节，在可设定的系统中，PID 只解决了控温中的热惯性问题，没有解决掉准确性的问题，为了提高准确性，必须在系统中添加不同的

3、补充参数，补充参数要与系统可设定的参数有一定关系，实际编程中，如果温度点超过 200 点，可采用查表的补偿方式，超过两百，就需要分段查表，当然还有更好的办法，如果系统的工作环境温度变化较大，引起系统散热性异同，就需要进行温度补偿。PIDPID 控制中如何整定控制中如何整定 PIDPID 参数参数1，概述作为经典的控制理论，PID 控制规律仍然是当今工控行业的主导控制方式，无论复杂、简单的控制任务，PID 控制都能取得满意的控制效果，前提是 PID 参数必须选择合适。可以说，通过适当的 PID 参数，PID 控制可以得到各种输出响应特性，也就是说，通过适当给定 PID 参数，大多数的控制任务都可

4、以由 PID 完成。本文根据经典 PID 控制理论，结合玖阳自动化科技公司的一线通模块，详细介绍 PID参数在整个控制过程中所起的作用，指导 PID 控制中的参数整定。2，PID 模块介绍WT405-5 为可编程 PID 控制模块，模块内部有 40 余种命令语言，每个命令语言执行一定的运算功能，根据实际要求，将多条命令语言组合在一起即构成模块的控制程序。通过编程，模块可实现单回路 PID、串级三冲量 PID、导前微分 PID 及自动/手动无扰切换等复杂的控制功能。模块具有掉电保护功能，复位或重新上电时能自动恢复掉电前的工作状态，接续原来的工作状态进行控制。模块本身具有 PID 控制所必须的模拟

5、量输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出通道，能不依赖网络而独立进行 PID 控制，该控制方案安全、可靠。PID 参数、PID 定值及控制程序的修改可通过网络实现。4 路模拟量输入通道可以单独设置分度类型，采集各种类型的模拟量信号。3，PID 控制原理经典 PID 控制理论中，基本数学模型有两种（连续型、增量型） ，PID 模型的增量控制数学模型可以简单地用下式表示： 2 . PID 控制中如何整定 PID 参数 PID 参数包括：比例倍数-表达式中的 K积分时间-表达式中的 Ti（秒）实际微分时间-Td（秒）微分增益-表达式中的 Kd积分分离-当 PID 偏差 E（k）超过“积分分离”值时

6、，PID 命令不进行积分项运算，防止积分饱和。当积分分离为 0 时，PID 命令变成了 PD 命令，不进行积分运算。上限限制-用来限制 PID 命令输出的最大值，即 PID 输出不能大于该值。下限限制-用来限制 PID 命令输出的最小值，即 PID 输出不能小于该值。用 K=0 来关闭 PID 命令的比例项，用“积分分离”=0 来关闭 PID 命令的积分项，用 Kd=0来关闭 PID 命令的微分项。通过关闭不同的功能实现 P、PI、PD、PID 等控制功能。4，PID 参数对输出响应的作用下面以 PID 输入 E（k）的阶跃变化，描述 K、Ti、Td、Kd 参数在 PID 运算中的作用，适当地修改各参数的数值，可以获得不同的控制特性，满足不同的控制要求，从而完成PID 参数的整定。 PID 参数对输入偏差阶跃变化的响应特性