请教一个工业控制方面PID控制的专业技术问题

[sunday]

PID 控制液位：
一个物料罐， 下面有一个泵，根据下游的需要，泵的速度可相应地变化。

罐子的上方装有进料调节阀， 阀门根据液位的高低做 PID 调节控制。

能否有人专业朋友讲解一下 PID 的控制参数设定基本原理并举例说明。例如增大P 后，阀门会开得很大，关的很小， 造成液位波动较大。。。。。。


实际问题：当泵启动时， 液位会忽然降低，阀门的调节速度跟不上， 此时应该动哪个参数？

[abolo]

作者: sunday

PID 控制液位：
一个物料罐， 下面有一个泵，根据下游的需要，泵的速度可相应地变化。

罐子的上方装有进料调节阀， 阀门根据液位的高低做 PID 调节控制。

能否有人专业朋友讲解一下 PID 的控制参数设定基本原理并举例说明。例如增大P 后，阀门会开得很大，关的很小， 造成液位波动较大。。。。。。


实际问题：当泵启动时， 液位会忽然降低，阀门的调节速度跟不上， 此时应该动哪个参数？

先考率P, 输出output=P*error，所以增大P可以加快输出流量，但是P过大会造成系统震荡，需要考虑输入输出具体情况

[多伦多之星]

试着答一下，不对的地方大家一块探讨。

PID（比例-积分-微分），在负反馈中运用的大多是是PI调节。

比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

以上是抄自百度。
Sunday的case实际上是需要设定一下I（积分）控制器。以免系统大幅震荡。

[sunday]

我记得积分的调节应当是系统本身的动荡周期决定的， 系统的震荡周期是由物料的特性以及设备的机械设计有关，是一个固定值。积分的设定是一个时间值， 是每一个震荡周期所需的时间， 是应该这样理解么？

[abolo]

P或者PD就可以增加快速性了,然后稍微加一点I就很好了,消除稳态无擦,如果没有精度要求,其实没有必要使用PID,直接开关控制就行了,例如厕所马桶水箱,可以节省投资和维护费用

[sunday]

作者: abolo

P或者PD就可以增加快速性了,然后稍微加一点I就很好了,消除稳态无擦,如果没有精度要求,其实没有必要使用PID,直接开关控制就行了,例如厕所马桶水箱

实际要求是
液位一低就不行， 瞬间稍为高一点问题不大。

按照你的说法，加一点屁， 再加一点爱就行了， 是不是？

[多伦多之星]

不对，正确的理解应该是积分项是可调节的。调节的目的是为了消除系统稳态误差的。

建议你去百度搜索一下，关键词：PID 解释。里面有非常详细的解释。

http://zhidao.baidu.com/question/67752733.html

[多伦多党委]

在控制专业方面这个问题不算艰深。

现在要控制的是液位，肯定有液位“测量环节”，进料阀属“控制环节”。

问题是用什么做的控制器？原始的（很多场合也是很有效的）就是模拟元件构成 P-I。像微软拼命升级系统一样，资本家总要用“升级换代”掠夺剩余价值，现在也有“数字式”P-I，相应的，控制测量都有“数模转换”之类的衔接.....

在数字式里 P 系数没什么花头，I 系数变化就复杂一点了。这些系数的确定是和整个系统联系一起的。恐怕不是网上发帖能解决得了~~~

[abolo]

作者: sunday

实际要求是
液位一低就不行， 瞬间稍为高一点问题不大。

按照你的说法，加一点屁， 再加一点爱就行了， 是不是？

是的,可以用matlab做个仿真体会一下,最好先不要加I,看看到底P可以不,精度差多少,然后再说I

[oldsam]

作者: 多伦多党委

在控制专业方面这个问题不算艰深。

现在要控制的是液位，肯定有液位“测量环节”，进料阀属“控制环节”。

如果是成熟设计的话，给你的调节范围也不大。曲线已经定了。估计你也就能调调time delay

[长乘宽]

这里，单单PID无法实现液位控制的要求。

PID适用于定值控制，在随动控制中无法实现快速跟踪。如果条件所限还是要用PID控制，则在P值中加入泵速前馈。在PID 控制中，P是决定速度的。如果控制精度仍不够，则加入阀位前馈。

关键是要知道泵速是由谁控制的，把它加入前馈效果还要好一些。

另外，在这里模拟控制器应该已经没有了吧。20年前刚工作的时候在国营企业还有几个，随后的几年内逐步淘汰了。但我听说电力行业还有很多，主控室里一百多米长的仪表盘，宣示着李鸟家族的保守。

[Johnney]

作者: sunday

PID 控制液位：
一个物料罐， 下面有一个泵，根据下游的需要，泵的速度可相应地变化。

罐子的上方装有进料调节阀， 阀门根据液位的高低做 PID 调节控制。

能否有人专业朋友讲解一下 PID 的控制参数设定基本原理并举例说明。例如增大P 后，阀门会开得很大，关的很小， 造成液位波动较...

In your case, when the pump started, the level fluctuated. The function of "D" is actually to ease the sudden changes.
My suggestion is to increase "D" gradually to get proper control results.

[sunday]

作者: Johnney

In your case, when the pump started, the level fluctuated. The function of "D" is actually to ease the sudden changes.
My suggestion is to increase ...

我认为D是提前控制。
假定液位设定值为100，泵启动时， 阀门打开的速度不够， 造成液位低至90 。

阀门开度100%， 如果没有D,则阀门维持开度100% 直至液位到达100， 然后，阀门开始逐渐关闭。 随着阀门关闭，液位就降低， 低过100， 阀门又开始打开。经过P I 的控制， 如果泵速度恒定， 阀门会逐渐地找到一个恒定点。

如果加上D, 那么在液位为90 的时候，阀门打开， 随着液位的上升， 即便没有达到100% ，阀门也会开始提前慢慢地减小。 D 值越大， 阀门的提前减量就越快。

[abolo]

作者: sunday

我认为D是提前控制。
假定液位设定值为100，泵启动时， 阀门打开的速度不够， 造成液位低至90 。

阀门开度100%， 如果没有D,则阀门维持开度100% 直至液位到达100， 然后，阀门开始逐渐关闭。 随着阀门关闭，液位就降低， 低过100， 阀门又开始打开。经过P I 的控制， 如果...

right, D代表高度变化速度的关系，从而预测控制，减缓了控制输出，因此PI可以，D可有可无。

[sunday]

作者: Johnney

In your case, when the pump started, the level fluctuated. The function of "D" is actually to ease the sudden changes.
My suggestion is to increase ...

你说的有道理。 当泵一开， 液位猛地一降， D 就看到了这液位的变化， 然后迅速地将阀门打开。
我担心如果靠D 来迅速打开阀门，那么当液位一开始回升的时候， 阀门也就迅速地开始关闭了， 会不会造成液位回升的太慢阿

[abolo]

作者: sunday

你说的有道理。 当泵一开， 液位猛地一降， D 就看到了这液位的变化， 然后迅速地将阀门打开。
我担心如果靠D 来迅速打开阀门，那么当液位一开始回升的时候， 阀门也就迅速地开始关闭了， 会不会造成液位回升的太慢阿

你的问题没有说清楚，如果出口流量经常剧烈突然变化，那么可以加入D，但是你又说泵速度恒定，那么就不需要D了

[sunday]

作者: abolo

你的问题没有说清楚，如果出口流量经常剧烈突然变化，那么可以加入D，但是你又说泵速度恒定，那么就不需要D了

泵速是恒定的， 没有变频调速。 但是，泵会经常地开开停停啊

[abolo]

作者: sunday

泵速是恒定的， 没有变频调速。 但是，泵会经常地开开停停啊

这样的话就必须要D了,改变P和D,看看快速性如何,最后加入I保证稳态精度,最好能利用上泵开关状态.

[sunday]

作者: abolo

这样的话就必须要D了,改变P和D,看看快速性如何,最后加入I保证稳态精度,最好能利用上泵开关状态.

我想这基本上就是我要的答案了。 下个星期就去试一下。有结果了就在这里回复了。

[老广]

作者: sunday

PID 控制液位：
一个物料罐， 下面有一个泵，根据下游的需要，泵的速度可相应地变化。

罐子的上方装有进料调节阀， 阀门根据液位的高低做 PID 调节控制。

能否有人专业朋友讲解一下 PID 的控制参数设定基本原理并举例说明。例如增大P 后，阀门会开得很大，关的很小， 造成液位波动较...

波动较大是超调，系统不稳定或反馈滞后（I、P问题）。阀门的调节速度跟不上是动态增益不对（D、P问题）。好的系统既要高增益，又要有稳定余度。PID系统相当于带通滤波器：http://www.ecircuitcenter.com/Circui...pid/op_pid.htm