PID控制器被广泛应用于工业自动化、机器人、运动控制等领域。但经常会遇到调PID参数困难的情况。那么,PID什么样算调好呢?接下来,我们从几个方面来谈一谈。
稳态误差是指系统达到稳态后系统输出与期望值之间的偏差。一个好的PID参数调节能够使系统稳态误差对精度要求满足要求。稳态误差小的PID参数调节好处在于可以确保系统输出稳定而且能够达到期望值。
如果稳态误差过大,则对于不同的应用场景,可能会出现问题。例如在控制温度时,如果温度波动过大,可能会导致加热时间调整不当,造成过渡加热或不足加热现象,严重的话可能会影响工业设备的正常生产。
系统的响应时间是指从可能到达稳态前的时间,即输出开始发生变化直到达到与期望值的差异最小时所需要的时间。当我们改变控制器的参数时,我们要注意控制器的响应时间与系统响应时间是否匹配。
在实际应用中,如果控制器响应时间很慢,则稳态误差会更大,同时在有些控制环节上,过慢的响应时间不仅会浪费资源,也可能产生质量问题。相反,如果控制器响应时间过快,容易形成超调、震荡等现象。
控制稳定性是指系统在达到稳态后的控制性能。控制器需要满足稳态误差和响应时间的同时还要保证系统的稳定性。一个好的PID参数调节能够使系统的输出稳定并能够达到期望值。
在PID控制器中,参数Kp、Ki、Kd的大小,影响到系统的响应时间和稳态误差,同时也会影响控制的稳定性。如果参数选择不当,则可能会导致控制系统不稳定,造成超调、震荡等问题。
控制器在尽量短的时间内把控制量调整到与期望量相同不一定是最优的。在实际应用中,如果控制器频繁得调整就会造成系统出现震荡现象,即来回的变化。相应的,系统的控制性能将会相当差。
如果输出变化太快,控制量会频繁地在设置点两侧摆动。因此不要盲目提高调节参数,如增大比例增益Kp、增加积分时间Ti、减小微分参数Td 等。因为随着调制参数越来越大,振荡系统也可能变得越来越大。