如何將PID參數從增益轉換為時間

更新 Apr 15, 2021

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問題敘述

我在LabVIEW中使用PID函數(以前稱為PID Control Toolkit或PID and Fuzzy Logic Toolkit)。使用PID VI時, PID Gains輸入需要Proportional Gain (Kc),Integral Time (Ti)和Derivative Time (Td).

這些值與Proportional Gain (P),Integral Time (T)和Derivative Time (D)有什麼關係,如何在它們之間轉換?

解決方案

PID控制器算法的三個主要分類是:理想,並行和串聯。
如下式所示, K pK c為增益參數; T iT d分別是Integral Time(積分時間)和Derivative Time(微分時間)。
當:
  • Proportional Term或Gain
The proportional Term會更改與當前誤差值成比例的輸出。
Proportional Gain也可以表示為Proportional Band (PB)。
因此,Proportional Band為50%等於Proportional Gain為2。
  • Integral Term或Reset
Integral Term與誤差的大小和持續時間成正比。增加Integral Time會使輸出對誤差的響應變慢,這與增加Integral Gain的效果相反。並行PID的Integral Gain等於理想PID的總增益除以Integral Time 。
  • Derivative term或Rate
導數項通過確定誤差隨時間的斜率來證明過程誤差的變化率。並行PID中的Derivative Gain等於理想公式中的總增益乘以Derivative Time。
 

相關資訊

  • 有關PID Control Toolkit中PID算法實現的完整說明,請參見PID Control Toolkit User Manual第2章。
  • 由於不同的製造商使用不同的PID算法,因此沒有針對PID算法的行業標準。
  • 理想形式和並行形式對於調整算法最相關且最靈活,並且兩者都在行業中廣泛使用。
  • 串聯表示本質上由串聯的PI和PD控制器組成,使早期的模擬控制器更易於構建。