關(guān)于PID、PI-D和I-PD這三種PID形式

時(shí)間：2022/12/4閱讀：1308

通過(guò)使用比例-積分-微分的，自動(dòng)控制系統(tǒng)使復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程以安全和高效的方式運(yùn)行。它們通過(guò)連續(xù)測(cè)量過(guò)程操作參數(shù)(如溫度、壓力、液位、流量或濃度)，然后決定如何調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度、泵速或熱量等，從而將過(guò)程測(cè)量值保持在設(shè)定值。

圖1 PID控制框圖

PID是見(jiàn)的控制器，其時(shí)域形式：

在實(shí)際應(yīng)用中，這種形式的PID在設(shè)定值變化時(shí)，由于微分作用會(huì)導(dǎo)致控制輸出的大幅度變化。實(shí)際應(yīng)用中PID往往采用不微分，即使這樣設(shè)定值變化時(shí)，控制器的輸出還是變化比較大，為了在偏差變化時(shí)控制器及時(shí)采取動(dòng)作同時(shí)防止設(shè)定值變化時(shí)的不希望動(dòng)作，PID變形為PI-D形式。即PI作用于偏差，D作用于測(cè)量值。PID的三個(gè)參數(shù)同時(shí)作用于設(shè)定值和測(cè)量值的偏差。

同樣當(dāng)被控對(duì)象的純滯后比較小時(shí)，可以使用比較強(qiáng)的比例作用提高控制回路的抗力。當(dāng)比例作用太強(qiáng)時(shí)，設(shè)定值變化時(shí)控制器輸出也會(huì)有比較大的變化，為了解決這個(gè)問(wèn)題PID進(jìn)一步改進(jìn)出I-PD形式。即I作用于偏差，PD作用于測(cè)量值。

方法是根據(jù)設(shè)定值響應(yīng)給出的PID參數(shù)。選擇非PID標(biāo)準(zhǔn)形式時(shí)往往更關(guān)注控制回路的抗力，此時(shí)期望閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間應(yīng)該選擇的參數(shù)，自衡對(duì)象的期望閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間λ可以選擇等于純滯后，積分對(duì)象的期望閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間λ可以選擇等于2倍純滯后。

如果對(duì)設(shè)定值跟蹤性能要求不高，推薦使用I-PD形式，并選擇期望閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間。

使用進(jìn)行PID整定時(shí)要注意PID的形式，如果不是標(biāo)準(zhǔn)形式很難根據(jù)閉環(huán)響應(yīng)曲線(xiàn)判斷PID參數(shù)的強(qiáng)弱。

關(guān)于PID、PI-D、I-PD的知識(shí)就昌暉儀表就分享到這里。在這里也提出一個(gè)問(wèn)題請(qǐng)您思考：哪些DCS廠家提供了選擇PID形式的功能，如何設(shè)置？歡迎您在評(píng)論區(qū)留言討論。
作者：馮少輝博士