模擬量閉環控制：PID 算法應用與參數整定 |
| 2025-9-1 17:01:00 發布者：中研高科（山東）教育科技發展有限公司-業務部 |
|
模擬量閉環控制是工業自動化中實現 “精準控制” 的核心技術，通過對比 “實際值” 與 “設定值” 的偏差，利用 PID（比例 - 積分 - 微分）算法調整控制量，實現溫度、壓力、流量等參數的穩定控制。例如，在注塑機的料筒溫度控制中，溫度傳感器（實際值）采集料筒溫度，與 PLC 內的設定值（如 200℃）比較后，PID 算法輸出控制信號調節加熱功率，使實際溫度穩定在設定值附近。 PID 算法的三個參數（比例系數 Kp、積分時間 Ti、微分時間 Td）直接影響控制效果。比例系數 Kp 決定偏差的響應速度：Kp 增大，控制靈敏度提高，但易導致系統震蕩；Kp 過小，控制響應緩慢，無法快速消除偏差。積分時間 Ti 用于消除靜態偏差：Ti 減小，積分作用增強，可快速消除偏差，但易引發超調；Ti 過大，積分作用減弱，靜態偏差難以消除。微分時間 Td 用于抑制系統震蕩：Td 增大，微分作用增強，可減小超調，但易受高頻干擾；Td 過小，微分作用不足，系統震蕩無法有效抑制。 參數整定是 PID 控制的關鍵步驟，常用 “經驗法” 或 “試湊法”。以溫度控制為例，先將 Ti 設為無窮大、Td 設為 0，逐漸增大 Kp 直至系統出現輕微震蕩，再減小 Kp 至震蕩消失（此時 Kp 為臨界值的 倍）；然后引入積分作用，逐漸減小 Ti，直至靜態偏差消除且無明顯超調；后加入微分作用，緩慢增大 Td，抑制系統震蕩。整定完成后需進行實際測試，如在溫度設定值從 200℃調整至 220℃時，超調量應小于 5%，穩定時間應小于 10 分鐘，確保系統滿足生產工藝要求。此外，部分 PLC（如西門子 S7-1200）自帶 PID 自整定功能，可通過自動測試計算優參數，簡化整定流程。 模擬量閉環控制：PID 算法應用與參數整定 |
  |
