基于PLCnext的PID參數(shù)自整定解決方案
大家好，今天我們給大家?guī)淼氖腔赑LCnext的PID控制，所謂PID控制，即比例積分微分控制，別一看有微積分就嚇的不行，認為比較難，其實不是的。下面我就用大白話給大家說一下吧，在實際工業(yè)過程控制中，幾乎所有模擬量的控制都涉及到PID控制。PID算法是當之無愧的萬能算法，因為PID控制具有算法簡單、魯棒性好、可靠性高等特點。
PID控制一般常用于溫度、速度等模擬量的控制，PID的控制過程是怎樣的呢？且看我給大家娓娓道來，被控的實際模擬量與期望的設(shè)定值之間形成偏差，經(jīng)過PID運算后得到控制量，驅(qū)動閥門開度、電機轉(zhuǎn)速（水泵）、熱量等，得到我們期望的響應(yīng)過程，最終消除偏差。PID控制框圖如下：
PID運算各校正環(huán)節(jié)的作用如下：
1）比例環(huán)節(jié)：調(diào)整系統(tǒng)對當前誤差的能力，即時成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用以減小誤差。當偏差e(t)=0時，控制作用也為0。
2)積分環(huán)節(jié)：積分是調(diào)節(jié)誤差的。對偏差進行記憶，用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度，積分作用的強弱取決于積分時間常數(shù)Ti，Ti越大，積分作用越弱，反之則越強。
3) 微分環(huán)節(jié)：微分就是調(diào)節(jié)變化的快慢。反映偏差信號的變化趨勢(變化速率)，并能在偏差信號值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減小調(diào)節(jié)時間。
最重要的問題來了，PID參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整直接影響了PID控制回路的品質(zhì)，其設(shè)置和調(diào)整過程比較耗時并且很難得到較好的效果，它一般由工作經(jīng)驗豐富的工程師來完成；再加上每個系統(tǒng)的控制環(huán)境又各不相同，很多系統(tǒng)呈現(xiàn)滯后性和非線性，PID參數(shù)具有自整定功能的需求越來越迫切。怎么才能完美的調(diào)節(jié)好PID參數(shù)呢？別急??！
接下來，我們先談一下PID參數(shù)自整定的過程：在系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)的情況下在輸出控制側(cè)施加一個階躍變化，這個階躍變化一般為輸出控制量的20%，然后觀察系統(tǒng)的響應(yīng)過程，通過分析系統(tǒng)的響應(yīng)過程計算出相應(yīng)的PID參數(shù)，如下圖：
重點來了，敲黑板，duang！duang！duang！基于菲尼克斯PLCnext的PID參數(shù)自整定解決方案正好契合PID參數(shù)自整定需求。接下來我們就拿個實例來給大家展示一下，首先，菲尼克斯PLCnext控制器支持Matlab Simulink溫度控制模型的導(dǎo)入，如下圖所示:
其次，使用上面的模型后，我們對菲尼克斯PLCnext控制器PID參數(shù)自整定功能進行仿真，自整定過程如下：
最后，PID參數(shù)自整定后控制效果圖如下：
我們從PID控制效果圖可以看到，整定后的PID回路在滿足快速動態(tài)響應(yīng)的同時，不僅沒有超調(diào)量，而且也沒出現(xiàn)振蕩，系統(tǒng)快速達到穩(wěn)定狀態(tài)，并且持續(xù)保持穩(wěn)定。好了，這么完美的PID解決方案大家趕緊用起來吧*_*！??！
