本文的標題是《PID控制簡介-第01節(補充)-使用excel簡單模擬》來源于:由作者:陳明洲采編而成,主要講述了立題簡介:
內容:對PID控制進行介紹;
來源:使用excel模擬;
作用:通過exc
立題簡介:
內容:對PID控制進行介紹;
來源:使用excel模擬;
作用:通過excel 模擬PID控制,認識P、I、D參數對PID調節控制的影響;本次介紹“P參數”;
本次要點:補充實例,演示“P參數過大”,引發的“系統振蕩”;
開發環境:office excel;
日期:2021-12-23;
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回顧與立題詳解:
昨天寫的部分描述中,圖例與文字描述有出入,在此致歉;
按之前的推導,很容易得出一個極端結論:“P參數”可以快當前值PV與目標值SV的趨近速度,即使系統存在穩態誤差,有可以通過加大“P參數”,從而減小“最終的誤差”;
那么,極端情況下:只要合理的,或是無限的增加“P參數”,是否就可以直接通過調整“P參數”,而不需要考慮“I參數”或“D參數”,就能直接實現“系統穩定”?
在剛開始接觸概念時,自己也曾經想象過這種情況,因為單從概念來理解,是存在這種可能的;但實際中,這種思路,實現起來,卻很困難,或者說很難實現;
因為有以下2點::
i)、當“P參數”大到一定程度時,任意一個很小的擾動Noise,就能使“控制量”產生很大的變化;
ii)、當“P參數”大到一定程度時,系統無法達到穩態;因為無論是理論或是實際,基本上不會長時間出現“PV=SV”的情況,只會有某個瞬間、或是某幾個時刻,會存在“PV=SV”;但
iii)、即使某個時刻,恰好達到了“PV=SV”,此時“系統穩定”,“P參數”停止調節;但由于系統本身、外部環境,均存在不可避免的噪聲noise,在noise的影響下,下個時刻,就會導致“PV≠SV”;因為“PV≠SV”了,此時的“P參數”又會進入下一輪調節;但由于“P參數”很大,基本不會再次進入“PV=SV”的偶然狀態,即使進入,也會馬上偏移穩態、進入下一個調節周期。
1、背景:
依舊以上次的表為例:
1.1:示例情況1:假定P=0.5
假設“P=0.5”、穩態誤差=0、外部擾動=0,波形如下所示:
1.2:示例情況2:假定P=0.8
假設“P=0.8”、穩態誤差=0、外部擾動=0,波形如下所示:
1.3:示例情況3:假定P=1.0
假設“P=1.0”、穩態誤差=0、外部擾動=0,波形如下所示:
1.4:示例情況4:假定P=1.2
假設“P=1.2”、穩態誤差=0、外部擾動=0,波形如下所示:
1.5:示例情況5:假定P=1.4
假設“P=1.4”、穩態誤差=0、外部擾動=0,波形如下所示:
1.6:示例情況6:假定P=1.45
假設“P=1.45”、穩態誤差=0、外部擾動=0,波形如下所示:
1.7:示例情況7:假定P=1.8
假設“P=1.8”、穩態誤差=0、外部擾動=0,波形如下所示:
2、總結:
如上7幅圖所示,大致可有如下3個段:
i)、當“P≤1.0”時,系統大致趨向穩定;而且系統不會振蕩;
ii)、當“P=1.2”時,系統最后能趨于穩定,同時會有較大的“超調量”,但系統不會失控、進入振蕩;
iii)、當“P≥1.4”時,系統最后無法穩定,會直接進入振蕩、甚至直接進入紊亂無序的混沌狀態,完全失控;
因此,想單純依靠增大“P參數”,使系統穩定,是很難做到的,而且很可能出現不可知的危害;
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