變頻器常見故障及ID調(diào)節(jié)課程課件

變頻器的PID調(diào)節(jié)PID是比例,積分,微分的縮寫

比例調(diào)節(jié)作用：.

比例調(diào)節(jié)作用：是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差,系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差,比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少

偏差。比例作用大,可以加快調(diào)節(jié),減少誤差,但是過大的比例,使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降,甚至造成系統(tǒng)的

不穩(wěn)定。

積分調(diào)節(jié)作用：積分調(diào)節(jié)作用：是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差,提高無差度。因?yàn)橛姓`差,積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行,直至無差,積分

調(diào)節(jié)停止,積分調(diào)節(jié)輸出一常值。積分作用的強(qiáng)弱取決與積分時(shí)間常數(shù)Ti,Ti越小,積分作用就越強(qiáng)。反

之Ti大則積分作用弱,加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降,動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。積分作用常與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律

結(jié)合,組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。

微分調(diào)節(jié)作用：微分調(diào)節(jié)作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率,具有預(yù)見性,能預(yù)見偏差變化的趨勢(shì),因此能產(chǎn)

生超前的控制作用,在偏差還沒有形成之前,已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此,可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

在微分時(shí)間選擇合適情況下,可以減少超調(diào),減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用,因此過強(qiáng)

的加微分調(diào)節(jié),對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。此外,微分反應(yīng)的是變化率,而當(dāng)輸入沒有變化時(shí),微分作用輸出為

零。微分作用不能單獨(dú)使用,需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合,組成PD或PID控制器。PID調(diào)節(jié)口訣

1.PID常用口訣:參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查，先是比例后積分，最后再把微分加，曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大，曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳，曲線偏離回復(fù)慢，積分時(shí)間往下降，曲線波動(dòng)周期長(zhǎng)，積分時(shí)間再加長(zhǎng)，曲線振蕩頻率快，先把微分降下來，動(dòng)差大來波動(dòng)慢，微分時(shí)間應(yīng)加長(zhǎng)，理想曲線兩個(gè)波，前高后低4比1，一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會(huì)低

2.常用的PID參數(shù)整定方法

a)確定控制器參數(shù)

數(shù)字PID控制器控制參數(shù)的選擇，可按連續(xù)-時(shí)間PID參數(shù)整定方法進(jìn)行。在選擇數(shù)字PID參數(shù)之前，首先應(yīng)該確定控制器結(jié)構(gòu)。對(duì)允許有靜差（或穩(wěn)態(tài)誤差）的系統(tǒng)，可以適當(dāng)選擇P或PD控制器，使穩(wěn)態(tài)誤差在允許的范圍內(nèi)。對(duì)必須消除穩(wěn)態(tài)誤差的系統(tǒng)，應(yīng)選擇包含積分控制的PI或PID控制器。一般來說，PI、PID和P控制器應(yīng)用較多。對(duì)于有滯后的對(duì)象,往往都加入微分控制。

b)選擇參數(shù)

控制器結(jié)構(gòu)確定后，即可開始選擇參數(shù)。參數(shù)的選擇，要根據(jù)受控對(duì)象的具體特性和對(duì)控制系統(tǒng)的性能要求進(jìn)行。工程上，一般要求整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的，對(duì)給定量的變化能迅速響應(yīng)并平滑跟蹤，超調(diào)量??；在不同干擾作用下，能保證被控量在給定值；當(dāng)環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)能保持穩(wěn)定，等等。這些要求，對(duì)控制系統(tǒng)自身性能來說，有些是矛盾的。我們必須滿足主要的方面的要求，兼顧其他方面，適當(dāng)?shù)卣壑蕴幚?。PID控制器的參數(shù)整定，可以不依賴于受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。工程上，PID控制器的參數(shù)常常是通過實(shí)驗(yàn)來確定，通過試湊，或者通過實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)公式來確定。常用的方法：一、實(shí)驗(yàn)湊試法:

實(shí)驗(yàn)湊試法是通過閉環(huán)運(yùn)行或模擬，觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，然后根據(jù)各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響，反復(fù)湊試參數(shù)，直至出現(xiàn)滿意的響應(yīng)，從而確定PID控制參數(shù)。整定步驟:實(shí)驗(yàn)湊試法的整定步驟為"先比例，再積分，最后微分"。

（1）整定比例控制

將比例控制作用由小變到大，觀察各次響應(yīng)，直至得到反應(yīng)快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。

（2）整定積分環(huán)節(jié)

若在比例控制下穩(wěn)態(tài)誤差不能滿足要求，需加入積分控制。

先將步驟（1）中選擇的比例系數(shù)減小為原來的50～80％，再將積分時(shí)間置一個(gè)較大值，觀測(cè)響應(yīng)曲線。然后減小積分時(shí)間，加大積分作用，并相應(yīng)調(diào)整比例系數(shù)，反復(fù)試湊至得到較滿意的響應(yīng)，確定比例和積分的參數(shù)。

二、實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)法

實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)法調(diào)整PID參數(shù)的方法中較常用的是擴(kuò)充臨界比例度法,其最大的優(yōu)點(diǎn)是，參數(shù)的整定不依賴受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，直接在現(xiàn)場(chǎng)整定、簡(jiǎn)單易行。擴(kuò)充比例度法適用于有自平衡特性的受控對(duì)象，是對(duì)連續(xù)-時(shí)間PID控制器參數(shù)整定的臨界比例度法的擴(kuò)充。擴(kuò)充比例度法整定數(shù)字PID控制器參數(shù)的步驟是：（1）預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期TS。一般說TS應(yīng)小于受控對(duì)象純延遲時(shí)間的十分之一。

（2）用選定的TS使系統(tǒng)工作。這時(shí)去掉積分作用和微分作用，將控制選擇為純比例控制器，構(gòu)成閉環(huán)運(yùn)行。逐漸減小比例度，即加大比例放大系數(shù)KP，直至系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍信號(hào)的響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩（穩(wěn)定邊緣），將這時(shí)的比例放大系數(shù)記為Kr,臨界振蕩周期記為Tr。

（3）選擇控制度。控制度，就是以連續(xù)-時(shí)間PID控制器為基準(zhǔn)，將數(shù)字PID控制效果與之相比較。通常采用誤差平方積分作為控制效果的評(píng)價(jià)函數(shù)。定義控制度：采樣周期TS的長(zhǎng)短會(huì)影響采樣-數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的品質(zhì)，同樣是最佳整定，采樣-數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)要低于連續(xù)-時(shí)間控制系統(tǒng)。因而，控制度總是大于1的，而且控制度越大，相應(yīng)的采樣-數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的品質(zhì)越差。控制度的選擇要從所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的控制品質(zhì)要求出發(fā)。

（4）查表確定參數(shù)。根據(jù)所選擇的控制度，查表，得出數(shù)字PID中相應(yīng)的參數(shù)TS,KP,TI和TD。

（5）運(yùn)行與修正。將求得的各參數(shù)值加入PID控制器,閉環(huán)運(yùn)行,觀察控制效果,并作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以獲得比較滿意的效果?，F(xiàn)在pid的整定方法基本上就是經(jīng)驗(yàn)法，不過現(xiàn)在有很多論文等什么的都用自適應(yīng)整定的方法，不過都沒有實(shí)際波形，都是仿真出來，可信性不高，其實(shí)，一般的pid控制器只用到PI很少用D的，現(xiàn)場(chǎng)還是試湊法比較簡(jiǎn)單，用的也較多。就兩個(gè)參數(shù)。附：

PID控制器參數(shù)的工程整定各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下可參照：

溫度T:P=20~60%,I=180~600s,D=3-180s壓力P:P=30~70%,I=24~180s,液位L:P=20~80%,I=60~300s,流量L:P=40~100%,I=6~60s。PID控制的原理和特點(diǎn)在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象﹐或不能通過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。比例裹（P榴）控素制間比乏例控督制是碗一種奪最簡(jiǎn)柄單的掀控制鹽方式龜。其假控制抵器的思輸出征與輸倘入誤預(yù)差信打號(hào)成購(gòu)比例圍關(guān)系造。當(dāng)監(jiān)僅有便比例患控制牧?xí)r系啞統(tǒng)輸肯出存漲在穩(wěn)跟態(tài)誤蓋差（疫St折ea滑dy棗-s色ta依te得e傭rr醋o(hù)r婦）。積分努（I豈）控晉制怒在域積分貿(mào)控制大中，陷控制纖器的增輸出君與輸者入誤咸差信腳號(hào)的肆積分鍬成正解比關(guān)待系。長(zhǎng)對(duì)一災(zāi)個(gè)自事動(dòng)控闊制系概統(tǒng)，順如果芬在進(jìn)饅入穩(wěn)屋態(tài)后甚存在襖穩(wěn)態(tài)濃誤差盆，則奮稱這箱個(gè)控革制系檢統(tǒng)是漁有穩(wěn)渴態(tài)誤架差的炭或簡(jiǎn)獸稱有支差系努統(tǒng)（手Sy隨st辭em編w共it戲h狀St啞ea倍dy反-s盾ta腳te彎E胃rr汪or叼）。為了或消除出穩(wěn)態(tài)弟誤差亭，在喇控制搞器中隸必須暫引入描"積鍵分項(xiàng)萄"。交積分士項(xiàng)對(duì)職誤差皺取決垮于時(shí)漿間的揉積分榮，隨洋著時(shí)悶間的應(yīng)增加迎，積悲分項(xiàng)全會(huì)增嘆大。考這樣倍，即槍便誤傍差很和小，午積分咐項(xiàng)也叛會(huì)隨反著時(shí)旬間的率增加勒而加宰大，徒它推身動(dòng)控朋制器暫的輸節(jié)出增嗚大使珍穩(wěn)態(tài)采誤差乖進(jìn)一母步減宣小，界直到輪等于艦零。言因此羅，比允例+游積分秒(P肯I)崖控制鹿器，遺可以標(biāo)使系蒙統(tǒng)在餅進(jìn)入浪穩(wěn)態(tài)傍后無貴穩(wěn)態(tài)羞誤差研。微分慎（D舟）控卵制波在書微分非控制嗓中，套控制書器的爛輸出周與輸算入誤東差信鼓號(hào)的設(shè)微分泉（即之誤差澡的變干化率須）成技正比醋關(guān)系某。常自動(dòng)略控制晚系統(tǒng)翁在克浪服誤筍差的吹調(diào)節(jié)刷過程遷中可矮能會(huì)扮出現(xiàn)午振蕩畜甚至蘿失穩(wěn)吸。其逗原因曉是由豆于存馳在有遵較大抽慣性蠶組件錦（環(huán)唯節(jié)）績(jī)或有鼠滯后陣(d廢el停ay詞)組赤件，毫具有蔬抑制做誤差載的作輛用，味其變您化總把是落鏡后于程誤差訓(xùn)的變更化。僅解決蒜的辦堡法是墾使抑智制誤礙差的變作用券的變腸化"萬超前鞠"，臣即在夾誤差魯接近耀零時(shí)碎，抑趨制誤詳差的肆作用雪就應(yīng)塘該是調(diào)零。哪這就叨是說鍛，在老控制擠器中求僅引蛾入"夕比例克"項(xiàng)乒往往找是不直夠的慨，比肆例項(xiàng)譜的作畫用僅脹是放洪大誤抬差的意幅值撕，而脫目前膝需要配增加終的是跨"微固分項(xiàng)摸"，枯它能賀預(yù)測(cè)鎮(zhèn)誤差河變化迫的趨憑勢(shì)，佩這樣湊，具臭有比掘例+錄微分任的控聞制器但，就期能夠童提前榴使抑鑄制誤鞠差的吐控制蜘作用參等于日零，擁甚至侄為負(fù)稿值，得從而謊避免吉了被構(gòu)控量基的嚴(yán)振重超暗調(diào)。支所以架對(duì)有弱較大陣慣性鋪或滯題后的輕被控蝦對(duì)象技，比符例+副微分司(P企D)憑控制探器能櫻改善死系統(tǒng)劇在調(diào)拿節(jié)過腰程中抄的動(dòng)鼻態(tài)特太性。PI丈D的鑒算法速P抬ID名是嬸比例涌，積努分，狂微分股的縮丟寫，P-坡-改纖變P輸可提想高響宋應(yīng)速膚度，臭減小飾靜態(tài)榜誤差寨，但吐太大筆會(huì)增漆大超濤調(diào)量潔和穩(wěn)莫定時(shí)路間。逮I-減-與煤P的后作用謙基本坊相似劈燕，但詞要使泰靜態(tài)扯誤差罷為0貿(mào)，必虹須使娘用積控分。爪D-現(xiàn)-與然P,嶺I的并作用仗相反州，主也要是找為了志減小答超調(diào)吉，減遍小穩(wěn)瓜定時(shí)稈間。斜三個(gè)設(shè)參數(shù)田要綜法合考花慮，愁一般苦先將辟I,嘩D懶設(shè)為漠0，頑調(diào)好悉P危,達(dá)飛到基置本的撓響應(yīng)希速度相和誤捏差，徒再加禽上合I,郊使誤確差為埋0，籠這時(shí)接再加譜入D車,三立個(gè)參機(jī)數(shù)要紀(jì)反復(fù)陣調(diào)試缸，最治終達(dá)練到較右好的巷結(jié)果喝。不甜同的泊控制妻對(duì)象金，調(diào)悶試的聞難度欄相差謠很大迅。變頻嘩器的哈PI騙D功甘能在委恒壓湯供水印中的也應(yīng)用恒壓可供水灑的目鋪的：對(duì)供除水系那統(tǒng)進(jìn)局行的吐控制眾是為擇了滿陰足對(duì)馳流量想的需煌求，清所以娘流量限是供撒水系赴統(tǒng)的咸基本猾控制梯對(duì)象至。供尾水流潤(rùn)量的懷大小帳取決馬于揚(yáng)門程，勸但是腎實(shí)際總的揚(yáng)疏程不倒能進(jìn)藝行具增體的銅測(cè)量有和控曬制。杠考慮您到在怨動(dòng)態(tài)藏的情晃況下睛，管坡道中蜜水壓賴的大趣小于宅供水妥能力宣和用燃水需宴求之景間的高平衡鬼情況求，如礙供水身能力寨Qc棄>用壓水需議求Q贈(zèng)u，諒則壓典力上呀升（盟p↑敞）；箭如供評(píng)水能轉(zhuǎn)力Q壞c<率用水環(huán)需求崖Qu惱，則姐壓力苦下降轟（p脹↑）石；如臘供水敞能力稍Qc誤＝用江水需儲(chǔ)求Q周u，某則壓螞力不役變（板p＝懷co挎ns爸t）路。就艙是說紅保持潛供水桶系統(tǒng)燥中某先處的花壓力餐出于尋平衡喜狀態(tài)弊，正貼好滿蠅足用箱水流銷量，津這就模是恒嬌壓供運(yùn)水所忍需要責(zé)達(dá)到血的目擴(kuò)的。二、后恒壓賺供水杜的P絮ID?？刂谱冾l督器有渣兩個(gè)美模擬撫量控廉制信曲號(hào)的月輸入弦端：①目鵝標(biāo)信米號(hào)輸妨入端販，即嘴給定驚端。猜當(dāng)P冬ID鳳功能垃有效撿模擬資量輸笨入端板自動(dòng)常成為均目標(biāo)被信號(hào)盟的輸遮入端葵。目標(biāo)辣信號(hào)勝是一虜個(gè)與價(jià)壓力跑的控掙制目智標(biāo)相倍對(duì)應(yīng)攜的值租，顯肢示屏蘿幕上闖的通漂常以哨百分球數(shù)表滑示②反挖饋信隙號(hào)輸莊入端吸，即糟輔助燦給定菊端。揮當(dāng)P屑ID衰功能蜓有效等時(shí)模要擬量煌輸入崖2自令動(dòng)成輪為反情饋信梅號(hào)。練接受職從壓材力變川送器堆反饋論回來移信號(hào)宵。反脹饋信每號(hào)的架表示罩也是邀通過炒百分栗比表仰示，悲這時(shí)愈無論附是輸野出量闊還是促反饋偶量以略及設(shè)斷定量弄都是亦頻率綢值而幣是互真相成貼比例晴關(guān)系撕的給耽定百靜分比防。目標(biāo)傍信號(hào)降的確遭定，罵目標(biāo)雄信號(hào)熟的大鏈小除梳了和乘所要害求壓著力的城控制膊目標(biāo)應(yīng)有關(guān)樂外，串還和巴壓力責(zé)變送塵器的拜SP久量程互有關(guān)培。如餃要求華流量釘控制爬在0爸。6淺MP議時(shí)，歡壓力萌變送司器的麗滿量兆程是影1M強(qiáng)P這怖是變餃頻器梳的最趴大輸憶出頻究率定六義在來10確0h繩z，初則在釀變頻夢(mèng)器上返給定勒的量鳴就要膜定義妻成6逼0h率z在系獵統(tǒng)的弊工作囑過程院中水釋流量槍的變箭化情設(shè)況在槽PI長(zhǎng)D控嘆制的截結(jié)果屈下變滿化很描小，宜所以扭水流射量的定變化皂是P儉ID茄的調(diào)奶節(jié)量紐奉⊿p同id膊，⊿啊pi仗d只妄是在樸壓力燒反饋盼量與納目標(biāo)伴值X胡T之鵲間有柜偏差扔時(shí)才撲出現(xiàn)耽。三、戶系統(tǒng)欠運(yùn)行據(jù)中的害三個(gè)負(fù)狀態(tài)①穩(wěn)熱態(tài)運(yùn)萬行：水泵問裝置纖的供魚水能援力與變用戶便用水念需求翼處于杜平衡發(fā)狀態(tài)僻，供乖水壓愧力p描穩(wěn)定裕而無惰變化斬，反疑饋信油號(hào)于驕目標(biāo)晨信號(hào)屬近乎槽相等痰，P灶I(lǐng)D紛的調(diào)購(gòu)節(jié)量樣為0加。此么時(shí)變論頻器軌控制稱的電擦機(jī)處聽在f伯x下博勻速接運(yùn)行萌。②用遼水流曠量增截大：當(dāng)用闖戶的延用水猾流量隊(duì)增大釋，超讓過了攔供水狹力時(shí)滑，供論水壓喊了p暈有所紛下降斧，反震饋信家號(hào)減舞小，最合成宜信號(hào)部（目犧標(biāo)值疤－反挽饋值賞）增厚大，逢P(guān)I膛D產(chǎn)烈生正衰的調(diào)偵節(jié)量瓜，變披頻器圍的輸仗出頻撈率合授電機(jī)備的轉(zhuǎn)楊速上陳升，阻使供棕水能痕力增舊大，箏壓力胃恢復(fù)柴。③用占水流咸量減巖小：當(dāng)用堤戶的名用水完流量交減小務(wù)時(shí)，奴供水巡壽能力嫌小于合用水疊需求認(rèn)，則舍供水撤壓力喂上升已，反就饋信仇號(hào)增環(huán)大，爹合成但信號(hào)村則減晃小，貝PI諸D產(chǎn)盯生負(fù)潔的調(diào)半節(jié)量焦，結(jié)掠果是庫(kù)變頻粉器的群輸出私頻率梨合電汪機(jī)的接轉(zhuǎn)速拉下降舉，使謹(jǐn)供水朽能力輸下降險(xiǎn)，壓迅力有敢開始荒恢復(fù)當(dāng)壓忌力大壯小重悔恢復(fù)番到目肆標(biāo)值簡(jiǎn)時(shí)，辛供水鐮能力喚與用撫水需恢求重繩又去幕的新治的平躁衡，膀系統(tǒng)吵又恢梁