自整定PID的使用

1.2.3.4.5.6.自整定原理简介.................................................................................................................................................................2自整定方法简介.................................................................................................................................................................2自整定PID相关参数定义...............................................................................................................................................2自整定PID使用................................................................................................................................................................2注意事项..............................................................................................................................................................................3实际使用仿真.....................................................................................................................................................................46.16.2采样周期 0.1 S.........................................................................................................................................................4采样周期 0.5 S.........................................................................................................................................................7

7.推荐.......................................................................................................................................................................................9

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1. 自整定原理简介

在自整定方式下，调节器的输出产生震荡，以方波、正玄波常见。此时对象反馈相应震荡，对象特性可以计算出来，再由此产生调节器参数。

在SmartPro的hsac.lib库中的HSPIDITG功能块中，集成了自整定PID。2. 自整定方法简介

目前可以使用的PID自整定方法（tunning mode）有：1．　Ziegler-Nichols PI2．　Ziegler-Nichols PID，缺省值3．　Astron-Hannlund PID4．　Wang Adam PI5．　Wang Adam PID6．　Gain-phase Margin PID7．　Robust Optimal PI8．　Sensitivity Optimal PI

此自整定方法可以设定，tunning mode 为BYTE类型，如设定为其它值（1—8以外），则使用缺省值2，即Ziegler-Nichols PID工作方式。3. 自整定PID相关参数定义

relay：REALauto_pt:REAL auto_ti:REALauto_td:REAL;

accptautopara:BOOL;4. 自整定PID使用

如下使用，均在ConMaker的HSPIDITG(或HSART_PID1)类型的功能块中进行。1）将PID置为手动（RM=0），调整输出至现场的正常工作点上。一般应以50附近为宜。主要考虑到在自整定过程中，输出震荡，必须预留足够的震荡空间，否则对象反馈可能不起震，自整定方法失败。

2）设定PID的RM值为5，进入自整定模态

3）选择设定PID的tunning mode，设定自整定方法4）此时调节输出应震荡，参看下图：

输出振幅

pid自整定计算参数：比例带pid自整定计算参数：积分时间pid自整定计算参数：微分时间确认接受pid自整定参数

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反馈

控制输出

5）检查计算结果：

等待几个震荡周期后，如下参数将被计算：

auto_pt:REAL;(*pid自整定计算参数：比例带*)

(*selftuning pid result : delta , >0, percentage (%) *)

auto_ti:REAL;(*pid自整定计算参数：积分时间*)

(*selftuning pid result : integrate time,>0,second *)

auto_td:REAL;(*pid自整定计算参数：微分时间*)

(*selftuning pid result : defferencial time >= 0 *)

检查上述参数的正确性（一般非负，出现负数必为错误！）6）将计算结果写入调节器内部参数：

置accptautopara值由0到1，将计算参数写入调节器的实际参数。

auto_pt ---〉 PTauto_ti ---〉 TIauto_td ---〉 TD7) 退出自整定模态

将PID工作方式RM 由5（自整定模态）置为0（手动模态）。8) 根据实际需要，调整并使用PID调节器。5. 注意事项

1) 由于自整定过程中，输出必然震荡，要求现场允许此震荡。

2) 目前版本中，必须要通过上述的方法，确认计算参数到调节器实际参数3) 应根据实际对象的特性参数，决定采样周期（即任务调度周期）

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6. 实际使用仿真

在HS_EXAMPLE.PRO中的PID_SELF_TUNE中，有针对二阶纯滞后对象的闭环仿真。对象参数为：

twosteplag01: TwoStepLag:=(k:=1,a:=0.7,b:=0.8,c:=0.5,l:=2,ts:=0.1,uk:=50);传递函数为：

-2s

e

---------------------------------------------------------------- 20.7*s+0.8*s+0.56.1 采样周期 0.1 s

使用Ziegler-Nichols PID方法整定出的参数为

PT=43.74805,TI=7,TD=0.875设定值从60到70的阶跃响应曲线：

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使用Wang Adam PID 方法整定出的参数为PT=88.09828,TI=5.537,设定值从60到70的阶跃响应曲线：

TD=1.384407

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使用Wang Adam PI 方法整定出的参数为PT=88.09828,TI=6.6845设定值从60到70的阶跃响应曲线：

,TD=0

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6.2 采样周期 0.5 s

使用Ziegler-Nichols PID方法整定出的参数为PT=150.5969,TI=3,TD=0.375设定值从60到70的阶跃响应曲线：

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使用Wang Adam PID 方法整定出的参数为PT=88.09828,TI=5.537,设定值从60到70的阶跃响应曲线： 不稳定

TD=1.384407

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使用Wang Adam PI 方法整定出的参数为PT=97.15,TI=1.91,设定值从60到70的阶跃响应曲线：

TD=0

7. 推荐

如下方法，在采样周期较小时，效果较好。在采样周期较大时，可能发散。Wang Adam PIWang Adam PID

如下方法，可能产生负值，不推荐使用Gain-phase Margin PIDRobust Optimal PISensitivity Optimal PI

如下方法，适应对象的能力较强，在采样周期较大时，效果较好。Ziegler-Nichols PIZiegler-Nichols PIDAstron-Hannlund PID

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