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通过分析拉力试验机稳定性、超调量、响应速度以及控制精度等主要性质对控制系统的影响来了解三个参数对常规PID 的控制效果起到作用:
1. 首先对Kp参数进行分析:在提高控制系统的响应速度方面,比例系数Kp起主要的作用。当Kp的值比较大时,则系统就会有较快的响应速度,但是会造成超调与振荡以至于系统处于不稳定状态,故不能使用较大的Kp值。当使用较小的Kp值,系统的响应速度会较慢,造成系统的反应变慢,终导致让调节时间变长。
2. 其次对Ki参数进行分析:在减小和消除系统的稳态误差方面,积分环节Ki的起重要作用。当Ki的值比较大时,则系统在减小和消除稳态误差就会很快。但是Ki的值太大,则积分饱和现象就出现在系统响应的早期,导致系统早期存在很大的超调量,以至于系统的动态性能很差。如果取较小Ki的值,则会让积分效果减弱,导致难以很快减少和消除静态误差,同时也会延长过渡时间,终不能够很快地达到稳定状态。
3. 后对Kd参数进行分析:在提高系统的动态性能方面微分Kd起重要作用。考虑到常规PID 控制的微分作用主要体现在系统偏差的变化率方面,在任何方向的变化偏差进行抑制方面微分起大的作用。微分Kd能够针对偏差的改变进行预判,使得系统的超调量减少,实现系统的稳定。如果取较大的Kd值,会造成系统的有很快的响应,造成增加调节时间,终使系统受外部影响的性能减弱。
拉力试验机位置式PID算法的每一次输出值和以前的每一次误差都有很大关系。由于计算机需要把以前的所有误差进行叠加,因此有很大的计算量。在运算过程中经常存在错误,造成有很大错误的输出,从而使得执行装置也会产生很大幅度的动作,在实际工业中不希望这些现象发生。增量是增量式PID 算法输出值的数值类型,由于增量值之和近三次误差值有关,所以当发生错误数据时几乎对执行机构没有影响。但是它也存在有静态误差,超调量大、积分截断效应大等缺点,因此需要更好的控制算法来应用于微型拉伸试验装置。