PID
關注創建者：heibailovin 創建時間：2019-03-08
PID的視頻教程
1-106基于matlab的粒子群算法與 Simulink 模型之間連接的橋梁是粒子（即PID控制器參數)和該粒子對應的適應值（即控制系統的性能指標）
基于matlab的粒子群算法與 Simulink 模型之間連接的橋梁是粒子（即 PID 控制器參數）和該粒子對應的適應值（即控制系統的性能指標）。
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PID的實例教程
一、PID控制知識講解
S7-200 SMART能夠進行PID控制。S7-200 SMART CPU最多可以支持8個PID控制回路（8個PID指令功能塊）
PID是閉環控制系統的（比例－積分－微分）
PID控制器根據設定值（給定）與被控對象的實際值（反饋）的差值，按照PID算法計算出控制器的輸出量，控制執行機構去影響被控對象的變化。
PID控制是負反饋閉環控制，能夠抑制系統閉環內的各種因素所引起的擾動，使反饋跟隨給定變化。
根據具體項目的控制要求，在實際應用中有可能用到其中的一部分，比如常用的是PI（比例－積分）控制，這時沒有微分控制部分。
PID算法在S7-200 SMART中的實現
PID控制最初在模擬量控制系統中實現，隨著離散控制理論的發展，PID也在計算機化控制系統中實現。
二、PID向導組態設置
Micro/WIN SMART提供了PID Wizard（PID指令向導），可以幫助用戶方便地生成一個閉環控制過程的PID算法。此向導可以完成絕大多數PID運算的自動編程，用戶只需在主程序中調用PID向導生成的子程序，就可以完成PID控制任務。
PID向導既可以生成模擬量輸出PID控制算法，也支持開關量輸出；既支持連續自動調節，也支持手動參與控制。
展開 01-PID控制知識講解
S7-200 SMART能夠進行PID控制。S7-200 SMART CPU最多可以支持8個PID控制回路（8個PID指令功能塊）
PID是閉環控制系統的（比例－積分－微分）
PID控制器根據設定值（給定）與被控對象的實際值（反饋）的差值，按照PID算法計算出控制器的輸出量，控制執行機構去影響被控對象的變化。
PID控制是負反饋閉環控制，能夠抑制系統閉環內的各種因素所引起的擾動，使反饋跟隨給定變化。
根據具體項目的控制要求，在實際應用中有可能用到其中的一部分，比如常用的是PI（比例－積分）控制，這時沒有微分控制部分。
PID算法在S7-200 SMART中的實現
PID控制最初在模擬量控制系統中實現，隨著離散控制理論的發展，PID也在計算機化控制系統中實現。
02-PID向導組態設置
Micro/WIN SMART提供了PID Wizard（PID指令向導），可以幫助用戶方便地生成一個閉環控制過程的PID算法。此向導可以完成絕大多數PID運算的自動編程，用戶只需在主程序中調用PID向導生成的子程序，就可以完成PID控制任務。
PID向導既可以生成模擬量輸出PID控制算法，也支持開關量輸出；既支持連續自動調節，也支持手動參與控制。建議用戶使用此向導對PID編程，以避免不必要的錯誤。
PID向導編程組態步驟：
1.在Micro/WIN SMART中的工具菜單中選擇PID向導：
圖1.
展開 C、PID參數介紹
打開PID Controller。其默認模式為Controller：PID，時間為連續時間控制。Kp=1，Ki=1，Kd=0。
點擊Run運行仿真，圖如下，其中黃色線為原始信號y=sin(t)，粉紅色線為經過PID控制后，傳入傳函T即被控對象后的輸出信號y1。
由圖可知道沒有調節參數的PID控制效果極差。
D、PID參數優化
對PID控制器三個參數進行設計，這個過程需要多次帶值調試，最終選擇Kp=22，Ki=1，Kd=3仿真結果較為良好。
如下圖所示可以看到原始信號y與經過傳函T后的輸出信號y1波形保持一直良好，不過存在時滯，y1滯后一定相位角。
E、PID控制類型選擇
由Controller可知PID控制器存在五種模式：PID，PI，PD，P，I。注意沒有單獨的D微分控制器。
選擇PI控制模式，取Kp=22，Ki=1，如下所示。
系統PID Controller圖標變為如下。
系統仿真結果見下圖。
可以看出單純的PI控制已經滿足不了對控制對象T的信號跟隨。
選擇PD控制模式，取Kp=22，Kd=3，如下所示。
系統PID Controller圖標變為如下。
系統仿真結果見下圖。
可以看出通過PD控制就可以滿足對控制對象T的信號跟隨，不需要加入I積分。
展開 編 輯 | 化工活動家
來 源 | 互聯網整理
關鍵詞 | PID 控溫器 算法
導讀
老姜今天給大家介紹幾種PID控制算法的溫控器的控制特性、功能及主要應用場合，對大家合理選用用于溫度控制的溫控器具有很強實用性。
常用溫控器控制算法包括常規PID、模糊控制、神經網絡、Fuzzy-PID、模糊神經網絡、遺傳PID及廣義預測等PID算法。
常規PID控制易于建立線性溫度控制系統被控對象模型；模糊控制基于規則庫，并以絕對或增量形式給出控制決策；神經網絡控制采用數理模型模擬生物神經細胞結構，并用簡單處理單元連接成復雜網絡；Puzzy-PID為線性控制，且結合模糊與PID控制優點。
溫度控制系統是變參數、有時滯和隨機干擾的動態系統，為達到滿意的控制效果，具有許多控制方法。
常見溫度控制方法
01
常規經典PID控制算法的PID控制
PID控制即比例、積分、微分控制，其結構簡單實用，常用于工業生產領域。
明顯缺點是現場PID參數整定麻煩，易受外界干擾，對于滯后大的過程控制，調節時間過長。其控制算法需要預先建立模型，對系統動態特性的影響很難歸并到模型中。在我國大多數PID調節器廠家生產的溫控器均為常規經典PID控制算法。
02
模糊PID控制算法的PID控制
模糊控制(Fuzzy Control)是以模糊集合論、模糊語言變量及模糊邏輯推理為基礎的計算機控制。
展開 所謂手自動勿擾S7-200 SMART PLC切換，是指在將PID回路從手動模式切換到自動模式，或者是自動模式切換的手動模式時，PID輸出不會發生跳變，也就是不會產生任何波動。本文闡述內容主要以中的PID功能為實例。
一、PID 自動/手動調節的無擾動切換
有些工程項目中可能需要根據工藝要求在不同的時刻投入、或者退出 PID 自動控制；退出 PID 自動控制時，控制器的輸出部分可以由操作人員直接手動控制。這就是所謂的 PID 手動/自動切換。
PID 控制處于自動方式時，PID 控制器（以S7-200 SMART 中的 PID 調節為例）會按照 PID 算法，自動通過輸出的作用使過程反饋值跟隨給定值變化，并保持穩定。這是一個自動的閉環控制系統。操作人員可以根據現場工藝的要求，改變給定（即設定值）的值。
PID 控制處于手動方式時，PID 控制器不再起自動計算的作用。這時，控制回路的輸出是由操作人員手動控制、調整，由操作人員觀察現場的控制效果，從而構成人工閉環控制。
所謂 PID 自動/手動控制，就是看控制系統的輸出是由 PID 控制器自動控制，還是由操作人員手動控制。
有些控制系統的執行機構不能承受較大的沖擊，這就要求在進行 PID 自動/手動切換時，保持控制輸出的穩定。這就是要求無擾動切換。為了達到 PID 自動/手動控制的無擾動切換，需要在編程時注意一些相關事項。下面分別就直接使用 PID 指令編程，和使用 PID 向導編程兩種情況作一介紹。
二、直接使用 PID 指令編程時的 PID 自動/手動無擾切換
直接使用 PID 指令塊編寫 PID 控制程序時，可以簡單地使用“調用/不調用”指令的方式控制自動/手動模式。因為 PID 指令本身已經具有實現無擾動切換的能力，此時在 PID 指令控制環節之外編程沒有多大必要。
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精準執行：一旦檢測到實際流量與設定值存在偏差，微處理器會立即通過先進的PID（比例-積分-微分）控制算法進行計算，并向集成的控制閥發出指令，動態調整閥門的開度。
內部算法：先進的PID控制算法能夠優化閥門的調節過程，在追求快速響應的同時避免流量超調，實現平穩、精準的控制。
布瑯軻鍶特的快速響應解決方案
作為全球領先的流量控制專家，布瑯軻鍶特（Bronkhorst）深諳快速響應對于工業的重要性，并為此提供了卓越的產品與技術。
三、循序漸進的調試與參數設定
切勿在系統上電瞬間直接將指令信號調至最大，正確的做法是進行階梯式調試：從零位開始，逐步增加輸入信號，觀察閥門的開啟響應、壓力建立過程及流量變化曲線，重點關注“死區”補償與增益參數的設定，不同的負載特性需要匹配不同的PID參數，對于高壓工況，還需特別注意系統的壓力沖擊問題，合理設置斜坡時間（Ramp Time），使壓力平緩上升，避免液壓沖擊對管路和密封件造成損傷。
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主要學習通用控制專業術語、軟件環境下PID控制器的設計方法，以及不同場景與問題下PID
一、什么是PID調節？
PID（比例-積分-微分）控制是一種應用的閉環控制算法，通過實時調節輸出信號，使系統輸出盡可能接近設定值，在流體控制中，PID常用于精確控制壓力、流量、液位或溫度等參數，要實現PID調節，執行機構（如閥門）必須具備連續可調性和快速響應能力。
