如何實(shí)現PID控制

　　在一些系統中，需要進(jìn)行PID控制，如一些板卡采集系統，甚至在一些DCS和PLC的系統中有時(shí)要擴充系統的PID控制回路，而由于系統硬件和回路的限制需要在計算機上增加PID控制回路。在紫金橋系統中，實(shí)時(shí)數據庫提供了PID控制點(diǎn)可以滿(mǎn)足PID控制的需要。

　　進(jìn)入到實(shí)時(shí)數據庫組態(tài)，新建點(diǎn)時(shí)選擇PID控制點(diǎn)。紫金橋提供的PID控制可以提供理想微分、微分先行、實(shí)際微分等多種控制方式。

　　進(jìn)行PID控制時(shí)，可以把PID的PV連接在實(shí)際的測量值上，OP連接在PID實(shí)際的輸出值上。這樣，在實(shí)時(shí)數據庫運行時(shí)，就可以自動(dòng)對其進(jìn)行PID控制。

　　PID參數的調整：

　　在PID參數進(jìn)行整定時(shí)如果能夠有理論的方法確定PID參數當然是最理想的方法，但是在實(shí)際的應用中，更多的是通過(guò)湊試法來(lái)確定PID的參數。

　　增大比例系數P一般將加快系統的響應，在有靜差的情況下有利于減小靜差，但是過(guò)大的比例系數會(huì )使系統有比較大的超調，并產(chǎn)生振蕩，使穩定性變壞。

　　增大積分時(shí)間I有利于減小超調，減小振蕩，使系統的穩定性增加，但是系統靜差消除時(shí)間變長(cháng)。

　　增大微分時(shí)間D有利于加快系統的響應速度，使系統超調量減小，穩定性增加，但系統對擾動(dòng)的抑制能力減弱。

　　在湊試時(shí)，可參考以上參數對系統控制過(guò)程的影響趨勢，對參數調整實(shí)行先比例、后積分，再微分的整定步驟。

　　首先整定比例部分。將比例參數由小變大，并觀(guān)察相應的系統響應，直至得到反應快、超調小的響應曲線(xiàn)。如果系統沒(méi)有靜差或靜差已經(jīng)小到允許范圍內，并且對響應曲線(xiàn)已經(jīng)滿(mǎn)意，則只需要比例調節器即可。

　　如果在比例調節的基礎上系統的靜差不能滿(mǎn)足設計要求，則必須加入積分環(huán)節。在整定時(shí)先將積分時(shí)間設定到一個(gè)比較大的值，然后將已經(jīng)調節好的比例系數略為縮小(一般縮小為原值的0.8)，然后減小積分時(shí)間，使得系統在保持良好動(dòng)態(tài)性能的情況下，靜差得到消除。在此過(guò)程中，可根據系統的響應曲線(xiàn)的好壞反復改變比例系數和積分時(shí)間，以期得到滿(mǎn)意的控制過(guò)程和整定參數。

　　如果在上述調整過(guò)程中對系統的動(dòng)態(tài)過(guò)程反復調整還不能得到滿(mǎn)意的結果，則可以加入微分環(huán)節。首先把微分時(shí)間D設置為0，在上述基礎上逐漸增加微分時(shí)間，同時(shí)相應的改變比例系數和積分時(shí)間，逐步湊試，直至得到滿(mǎn)意的調節效果。

　　PID控制回路的運行：

　　在PID控制回路投入運行時(shí)，首先可以把它設置在手動(dòng)狀態(tài)下，這時(shí)設定值會(huì )自動(dòng)跟蹤測量值，當系統達到一個(gè)相對穩定的狀態(tài)后，再把它切換到自動(dòng)狀態(tài)下，這樣可以避免系統頻繁動(dòng)作而導致系統不穩定。

　　復雜回路的控制：

　　前饋控制系統：

　　通常的反饋控制系統中，對干擾造成一定后果，才能反饋過(guò)來(lái)產(chǎn)生抑制干擾的控制作用，因而產(chǎn)生滯后控制的不良后果。為了克服這種滯后的不良控制，用計算機接受干擾信號后，在還沒(méi)有產(chǎn)生后果之前插入一個(gè)前饋控制作用，使其剛好在干擾點(diǎn)上完全抵消干擾對控制變量的影響,因而又得名為擾動(dòng)補償控制。

　　在紫金橋的控制系統中，可以把前饋控制計算的結果作為PID控制的輸出補償量OCV，并采用加補償，這樣就形成了一個(gè)前饋控制系統了。

　　純延遲補償控制：

　　在實(shí)際的控制過(guò)程中，由于執行機構和測量裝置的延遲，系統有可能是一個(gè)純滯后過(guò)程，如對于溫度的控制其延遲時(shí)間可能多達10多分鐘。這種滯后性質(zhì)常引起被控對象產(chǎn)生超調或振蕩，造成系統不容易達到穩定過(guò)程。因此，可以在控制過(guò)程中并聯(lián)一個(gè)補償環(huán)節，用來(lái)補償被控制對象中的滯后部分，這樣可以使系統快速達到穩定過(guò)程。

　　純滯后控制系統是把滯后補償的結果作為PID控制器的輸入補償量ICV，并作為輸入補償的減補償。這樣就構成了一個(gè)純滯后的SMITH預測控制回路。