在线观看www成人影院-在线观看www日本免费网站-在线观看www视频-在线观看操-欧美18在线-欧美1级

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

LabVIEW中PID控制的的高級功能

jf_90592364 ? 來源:jf_90592364 ? 作者:jf_90592364 ? 2023-10-24 14:30 ? 次閱讀

LabVIEWPID控制的的高級功能

比例-積分-微分(PID)控制占當今控制和自動化應用的90%以上,主要是因為它是一種有效且簡單的解決方案。雖然PID算法最初用于線性、時不變系統,但現在已經發展到控制具有復雜動力學的系統。在現實世界中,所有系統都具有非線性組件,因此在使用PID等經典反饋控制時存在一些挑戰。借助增益調度和級聯PID等方法,能夠使用相同的PID算法控制非線性系統。

1. 經典控制

最早反饋控制用于機械系統的控制。系統使用機械手段(例如浮球閥)來控制溫度,速度和液位。現代基于計算機的控制系統通過進行傳感器測量,將其與所需的設定值進行比較,然后根據該差異調整控制輸出來利用反饋。例如,可以通過測量當前溫度,將其與所需溫度值進行比較,然后使用加熱器或風扇將溫度移近所需的設定值來完成控制溫度。然后,困難在于弄清楚調整多少控制輸出以實現最佳響應。加熱器應該完全打開還是只打開一部分?基本的PID控制器將單個輸入與設定值進行比較,并計算單個輸出值以控制系統,并且算法假設響應將是線性的,不會隨時間變化。

2. 增益調度

在非線性系統中使用PID的一種方法是通過增益調度技術。人們在PID控制中遇到性能問題的最常見原因是P、I和D的增益參數不正確。對于非線性系統,最佳參數可能會發生變化,具體取決于系統所處的“狀態”。例如,許多系統在預熱階段表現出不同的特性,與運行一段時間后特性不同。另一個例子是,一旦達到某個設定點,就使用不同的增益參數,因為一旦處于穩態,系統就會做出不同的響應。增益調度是根據系統狀態修改P、I和D增益參數的過程。這些狀態可以通過某個持續時間來定義,甚至可以通過使用系統輸入來定義。這種方法最適合具有可預測動態變化的系統,以便可以計算和應用預定增益。增益調度能夠通過將過程劃分為多個近似線性特征的部分來控制。然后,將每個部分調整為一組不同的參數,以最佳方式控制系統。使用LabVIEW中的PID工具包,這非常容易實現。

wKgZomU3ZHaAMwsxAACjkHnhSyI985.png

圖1:LabVIEW中的PID增益調度

圖1顯示了如何使用PID增益Schedule.vi,根據設定值和測量值之間的電流差設置PID增益參數。在本例中,正在測量溫度傳感器,將溫度傳感器與用戶定義的設定值進行比較。計算兩個值之間的差值(也稱為誤差項),發送到增益調度程序。調度程序本身只是一組PID增益,這些增益根據輸入進行索引。當溫度接近設定值時,可以使用一組不同的增益參數來實現更好的控制響應。有許多不同的方法可以實現增益調度,一旦輸入穩定在接近設定值附近,這種方法有利于通過增加積分增益或I項來減少穩態誤差。

3. 避免整體清盤

PID控制器的積分參數連續對系統的誤差項求和,這對于減少穩態誤差非常有效。不斷積分改誤差的一個副作用是“清盤”的可能性。這是當累積誤差導致測量信號超過基于控制器I項的所需設定值時。這也帶來了長時間的延誤和其他不穩定的影響。根據應用的不同,由于材料損失或周圍硬件損壞,代價可能很昂貴,甚至很危險。盡管如此,當試圖達到特定的設定點時,積分項使超調幾乎不可避免。減少積分上鏈影響的一種技術是在系統開始穩定在設定點附近后重置累積誤差。通過重置PID功能,仍然可以獲得使用積分項減少穩態誤差的好處,但不會導致大量過沖。這里是一個如何在LabVIEW中實現的示例。

wKgaomU3ZHeAE0IsAACkLFml9hU086.png

圖2:通過復位PID.避免整體清盤

與增益調度示例類似,圖2顯示了一個溫度傳感器被讀取,然后與用戶定義的設定值進行比較。計算誤差項,一旦在某個值(在本例中為0.25)內,PID功能就會復位,然后從該點開始僅積分穩態誤差。

4. 非SISO系統

雖然PID算法適用于單輸入單輸出(SISO)系統,但通過軟件定制,在多輸入多輸出(MIMO)系統中使用此控制器的方法有很多。

o不同輸出的條件結構

o并聯回路PID

o多個PID

wKgZomU3ZHiAPY6EAAC0bFh_mYs345.png

圖3:單輸入多輸出(SIMO)示例

在圖3中,有一個來自溫度傳感器的輸入,然后是兩個控制器輸出或執行器,用于改變溫度。PID可以輸出正值和負值,因此,示例使用條件結構來決定何時使用每個執行器。假設輸出通道1連接到加熱器,輸出通道2連接到風扇以冷卻系統。如果PID輸出值為正,那么希望通過將輸出值寫入加熱器,并通過將零寫入通道2來關閉風扇,來提高溫度。但是,如果PID輸出值為負,則假情況結構將輸出值寫入風扇,將零寫入輸出通道1。這是實現具有多個輸出的PID的一種非常常見的方法。

5. 級聯PID

wKgaomU3ZHiAIimiAADRXp6_nWU734.png

圖4:級聯PID示例

在本例中,我們將第一個PID函數的輸出發送到第二個PID函數的輸入中,從而減慢響應時間并使輸出平滑到執行器。實現級聯PID的更常用方法是使用來自系統的兩個輸入,例如提供有關位置和速度的信息。這種多輸入、單輸出(MISO)系統在運動或位置控制應用中非常常見。

wKgZomU3ZHiATs9zAADm4DrFuAo115.png

圖5:位置速度級聯PID示例

將位置編碼器與所需的設定值進行比較,然后計算出的輸出成為速度控制的設定值。當系統具有與速度成比例的固有延遲時,這一點尤其適用。例如,摩擦會導致系統滯后,具體取決于位置變化的速率。

6. 帶前饋控制的PID

干擾解耦是基本PID控制的一種變體,有助于對干擾響應緩慢的系統。如果可以測量干擾,則可以立即調整補償器輸出以做出響應。例如,如果風扇將冷空氣引入溫度室,則可以立即增加加熱器輸出,而不是首先等待溫度傳感器附近的溫度下降。

wKgaomU3ZHmAdOaJAADDNdVB9x8585.png

圖6:帶前饋控制的PID

在上圖中,測量干擾傳感器,乘以一些用戶定義的增益值,然后添加到PID輸出值中。如果干擾增加,補償器輸出通道將立即增加,以保持對系統的控制。這種方法并不總是必要的,因為增加傳統PID補償器的比例增益也會改善干擾抑制,并且不需要測量干擾。

這是LabVIEW的一個功能介紹,更多的使用方法與開發案例,歡迎登錄官網,了解更多信息。

審核編輯 黃宇

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 傳感器
    +關注

    關注

    2564

    文章

    52634

    瀏覽量

    763967
  • LabVIEW
    +關注

    關注

    1995

    文章

    3670

    瀏覽量

    333380
  • PID
    PID
    +關注

    關注

    37

    文章

    1480

    瀏覽量

    87408
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦
    熱點推薦

    PID控制詳解(可下載)

    ,尤其適用于可建立精確數學模型的確定性控制系 統。 在工程實際,應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制,簡稱PID
    發表于 02-27 15:42 ?1次下載

    如何使用Python實現PID控制

    PID控制(比例-積分-微分控制)是一種常見的反饋控制算法,廣泛應用于工業控制系統。在Pyth
    的頭像 發表于 11-14 09:09 ?1389次閱讀

    PID控制的反饋機制解析

    在現代工業自動化和過程控制PID控制器是最為常見和有效的控制策略之一。它通過比例(P)、積分(I)和微分(D)三個基本
    的頭像 發表于 11-14 09:07 ?1560次閱讀

    自動化行業PID控制的前景

    在自動化行業PID(比例-積分-微分)控制的前景是積極且廣闊的。PID控制作為一種經典且實用的控制
    的頭像 發表于 11-13 15:59 ?1361次閱讀

    基于PID控制的溫度調節系統

    溫度調節系統在工業生產和科學研究扮演著重要角色。基于PID控制的溫度調節系統因其簡單、高效和可靠性而受到青睞。 1. 引言 在許多工業過程,維持恒定的溫度是至關重要的。溫度的波動不
    的頭像 發表于 11-13 14:39 ?3836次閱讀

    如何調節PID參數 PID控制器的調試方法

    在現代工業自動化控制系統PID控制器因其簡單、高效而被廣泛使用。PID控制器的三個參數——比
    的頭像 發表于 11-13 14:31 ?8454次閱讀

    什么是PID控制器的原理 PID算法在自動化的應用

    PID控制器是一種廣泛應用于工業控制系統控制器,它根據系統的偏差來計算控制量,以實現對被控對
    的頭像 發表于 11-13 14:27 ?2564次閱讀

    在焊接應用PID控制技術

    1. 引言 焊接是連接金屬部件的重要方法,廣泛應用于建筑、汽車、航空航天等行業。焊接質量的高低直接關系到產品的結構強度和耐久性。PID控制技術通過實時調整控制量,能夠有效地控制焊接過程
    的頭像 發表于 11-06 10:40 ?969次閱讀

    PID控制器的類型和選擇指南

    PID控制器是一種廣泛應用于工業控制系統控制器,它根據系統的偏差來計算控制量,以實現對系統的
    的頭像 發表于 11-06 10:37 ?1661次閱讀

    PID控制在機器人技術的應用

    在現代機器人技術,精確控制是實現高效、穩定操作的關鍵。PID控制作為一種經典的控制策略,因其簡單、魯棒和易于實現的特點,在機器人領域得到了
    的頭像 發表于 11-06 10:35 ?1492次閱讀

    什么是PID控制與傳統控制的區別

    在自動化控制系統PID控制(比例-積分-微分控制)是一種廣泛應用的控制算法。它以其簡單、魯棒
    的頭像 發表于 11-06 10:34 ?1468次閱讀

    如何使用PID進行溫度控制

    PID(比例-積分-微分)控制器在溫度控制系統扮演著至關重要的角色。以下是使用PID進行溫度控制
    的頭像 發表于 11-06 10:31 ?7031次閱讀

    PID調節的d指的是什么控制

    PID控制器是一種廣泛應用于工業控制系統的反饋控制器,它根據控制對象的誤差來計算
    的頭像 發表于 09-12 14:48 ?1904次閱讀

    第13章-循跡功能 STM32智能小車循跡教程 PID循跡算法分析

    第13章-循跡功能 循跡小車講解 原理分析 STM32智能小車循跡教程 紅外對管使用 PID循跡算法分析V3:HAL庫開發、功能PID速度控制
    的頭像 發表于 08-21 16:27 ?3631次閱讀
    第13章-循跡<b class='flag-5'>功能</b> STM32智能小車循跡教程 <b class='flag-5'>PID</b>循跡算法分析

    PID控制的原理與作用

    在工業自動化和過程控制PID(比例-積分-微分)控制是一種廣泛應用的控制策略。PID
    的頭像 發表于 06-12 11:45 ?5383次閱讀
    主站蜘蛛池模板: 亚洲精品自拍区在线观看 | 真人实干一级毛片aa免费 | 中文字幕卡二和卡三的视频 | 日本久草网 | 色五月在线视频 | 天天做天天爱夜夜想毛片 | 狠狠色噜噜狠狠狠狠999米奇 | 在线资源站 | 中文天堂资源在线www | 又粗又硬又大久久久 | 黑人性xxxⅹxxbbbbb | 午夜精品福利在线观看 | 狠狠插综合网 | 四虎网站网址 | 99 久久99久久精品免观看 | 午夜五月天 | 最新欧美伦理网 | 毛片毛片| 久在操 | 男人午夜 | 精品国产乱码久久久久久浪潮 | 人人干人人舔 | 男女交性动态免费视频 | 成人福利在线视频 | 亚洲一区二区在线视频 | 朱元璋传奇1998王耿豪版 | 99精品福利 | 乱色伦图片区 | 天天综合色一区二区三区 | 1024你懂的国产在线播放 | 天天好b| 国产男女交性视频播放免费bd | 扒开末成年粉嫩的小缝强文 | 一区二区三区四区在线观看视频 | 女人被狂躁视频网站免费 | 男女爱爱福利 | 男人边吃奶边做视频免费网站 | 国产欧美亚洲精品 | 久久精品人人爽人人爽快 | 亚洲一区二区影视 | 道区二区三区四区 |