n         理解PID

比例-積分-微分控制規(guī)律是工業(yè)上最常用的控制規(guī)律闯睹。人們一般根據(jù)比例-積分-微分的英文縮寫剿干，將其簡稱為PID控制。即使在更為先進的控制規(guī)律廣泛應(yīng)用的今天怕磨，各種形式的PID控制仍然在所有控制回路中占85%以上喂饥。

在PID 控制中，積分控制的特點是：只要還有余差（即殘余的控制偏差）存在醇颗，積分控制就按部就班地逐漸增加控制作用陨楼，直到余差消失。所以積分的效果比較緩慢搭诬，除特殊情況外蘸橡，作為基本控制作用，緩不救急转傍。

微分控制的特點是：盡管實際測量值還比設(shè)定值低层褥，但其快速上揚的沖勢需要及早加以抑制，否則糜实，等到實際值超過設(shè)定值再作反應(yīng)就晚了彼兆，這就是微分控制施展身手的地方了。作為基本控制使用叼河，微分控制只看趨勢俺膊，不看具體數(shù)值所在济七，所以最理想的情況也就是把實際值穩(wěn)定下來川愤，但穩(wěn)定在什么地方就要看你的運氣了，所以微分控制也不能作為基本控制作用碍讯。

比例控制沒有這些問題悬蔽，比例控制的反應(yīng)快，穩(wěn)定性好捉兴，是最基本的控制作用蝎困，積分、微分控制是對比例控制起增強作用的倍啥，極少單獨使用禾乘。在實際使用中比例和積分一般一起使用，比例承擔主要的控制作用虽缕，積分幫助消除余差始藕。微分只有在被控對象反應(yīng)遲緩，需要在開始有所反應(yīng)時氮趋，及早補償伍派，才予以采用。只用比例和微分的情況很少見。

A5系列PLC支持浮點數(shù)運算诉植，可以在A5上方便地實現(xiàn)PID功能祥国。

n         程序工作原理

?         PID方程式

 

Mn         =            MPn                            +     Min                       +     MDn

輸出       =            比例項                  +     積分項                  +     微分項

 

其中：    Mn         第n采樣時刻的計算值

              MPn              第n采樣時刻的比例項值

              MIn        第n采樣時刻的積分項值

              MDn       第n采樣時刻的微分項值

 

?         PID方程的比例項

比例項MP是增益（Kc）和偏差（e）的乘積，其中Kc決定輸出對偏差的靈敏度蘑砖，偏差（e）是給定值（SP）與過程變量（PV）之差初瓜，求比例項的算式是：

MPn              =     Kc         *     (      SPn -    PVn      )

其中：    MPn              第n采樣時刻的比例項值

              Kc          增益

              SPn        第n采樣時刻的給定值

              PVn        第n采樣時刻的過程變量值

 

?         PID方程的積分項

積分項值MI與偏差和成正比，求積分項的算式是：

MIn        =     Kc   *     Ts    /      Ti    *     (SPn              -      PVn )      +     MX

其中：    MIn        第n采樣時刻的積分項值

              Kc          增益

              Ts           采樣時間間隔

              Ti           積分時間

              SPn        第n采樣時刻的給定值

              PVn        第n采樣時刻的過程變量值

              MX         第n-1采樣時刻的積分值（積分項前值永僚，也稱積分和或偏置）

 

?         PID方程的微分項

微分項值MD與偏差的變化成正比萄瞻，求解微分項的算式是：

 

MDn = Kc      *     Td   /      Ts    *     ((SPn-PVn)  -  ( SPn-1  -  PVn-1))

 

為了避免給定值變化的微分作用而引起的跳變，假定給定值不變(SPn=SPn-1)菲缕，這樣趁室，可以用過程變量的變化替代偏差的變化，計算算式可改進為：

 

MDn = Kc      *     Td   /      Ts    *     (PVn-1  -  PVn)

 

其中：    MDn       第n采樣時刻的微分項值

              Kc          增益

              Ts           采樣時間間隔

              Td          微分時間

              SPn        第n采樣時刻的給定值

SPn-1     第n-1采樣時刻的給定值

              PVn        第n采樣時刻的過程變量值

              PVn-1     第n-1采樣時刻的過程變量值

第一次采樣設(shè)定PVn-1= PVn

n         程序?qū)嵗?/span>

下面聂幅，我們舉一個例子吓蝌，用A5-CPU224XP來實現(xiàn)一個PID調(diào)節(jié)。假設(shè)輸入的信號為AIW2活乘，輸出為AQW2授工，給定值為16000。首先价恨，分步來計算各個變量细层。

l         地址分配

l         用戶預先指定值

用戶需要預先指定如下變量（均為實數(shù)）：

 

l         將AIW2進行標準化得到PVn

LD           SM0.0

ITD         AIW2      ,      VD1060

DTR        VD1060  ,      VD1064

/R            VD1064  ,      32767.0   ,      VD1000

l         注意到第一次采樣設(shè)定PVn-1= PVn

LD           SM0.0

MOVR     VD1000  ,      VD1032

 

l         將給定值進行標準化得到SPn（若給定值不變，僅計算一次即可）碎节，也可以通過文本等設(shè)定給定值捧搞，但一定要設(shè)定為標準化的給定值（0.0—1.0之間）

LD           SM0.0

/R            16000     ,      32767     ,      VD1004

 

l         計算MPn

MPn              =     Kc         *     (      SPn -    PVn      )

LD           SM0.0

-R            VD1004  ,      VD1000  ,      VD1060

*R           VD1060  ,      VD1012  ,      VD1036

 

l         計算MIn

MIn        =     Kc   *     Ts    /      Ti    *     (SPn              -      PVn )      +     MX

LD           SM0.0

*R           VD1036  ,      VD1016  ,      VD1060

/R            VD1060  ,      VD1020  ,      VD1064

/R            VD1064  ,      60.0        ,      VD1068

+ R          VD1068  ,      VD1028  ,      VD1040

l         將MIn保存為下一次的MX

LD           SM0.0

MOVR     VD1040  ,      VD1028

l         計算MDn      

MDn = Kc      *     Td   /      Ts    *     (PVn-1  -  PVn)

LD           SM0.0

-R            VD1032  ,      VD1000  ,      VD1060

*R           VD1060  ,      VD1024  ,      VD1064

*R           VD1064  ,      VD1012  ,      VD1068

*R           VD1068  ,      60.0        ,      VD1060

/R            VD1060  ,      VD1016  ,      VD1044

 

l         計算Mn  

Mn         =            MPn              +     MIn        +     MDn

LD           SM0.0

+R           VD1036  ,      VD1040  ,      VD1060

+R           VD1060  ,      VD1044  ,      VD1008

 

l         輸出值（將標準化的Mn轉(zhuǎn)換為AQ值輸出）

LD           SM0.0

*R           VD1008  ,      32000.0   ,      VD1060

ROUND          VD1060  ,      VD1064

DTI         VD1064  ,      AQW2

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享狮荔，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責胎撇，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布殖氏、編輯整理上傳晚树，對此類作品本站僅提供交流平臺，不為其版權(quán)負責雅采。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻爵憎、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題总滩，請第一時間告知纲堵，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容餐嗦，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn灌蛙。