10 Создание и настройка конфигураций ПИД-регулирование является наиболее точным методом поддержания контролируемой величины. Однако для эффективной работы ПИД-регулятора следует подобрать для конкретного объекта регулирования ряд коэффициентов. Настройка ПИД-регулятора (подбор коэффициентов) довольно сложна, но она может быть выполнена в автоматическом режиме . 10.11.2.1 Номинальная выходная мощность. Ограничение накопления интегральной составляющей Поведение объекта при классическом ПИД-регулировании демонстрирует черная кривая на рисунке. Рисунок 10.17 – ПИД-регулирование При длительном выходе на уставку ПИД-регулятор производит «перерегулирование» объекта.
«Перерегулирование» связано с тем, что в процессе выхода на уставку накопилось очень большое значение интегральной составляющей в выходном сигнале регулятора (мощности). После «перерегулирования» начинается уменьшение значения интегральной составляющей, что, в свою очередь, приводит к провалу ниже уставки – «недорегулированию». Только после одного-двух таких колебаний ПИД-регулятор выходит на требуемое значение мощности. Во избежание «перерегулирования» и «недорегулирования» задать диапазон значений для накопленной интегральной составляющей:
• ограничение максимума интеграла – параметр i.Upr – задает максимальный процент выходной мощности, полученной в результате накопления интегральной составляющей; • ограничение минимума интеграла – параметр i.min – задает минимальный процент выходной мощности, полученной в результате накопления интегральной составляющей. Пример Имеется печь, о которой из опыта известно, что для поддержания определенной уставки требуется мощность от 50 % до 70 %. Разброс мощности в 20 % вызван изменениями внешних условий, например температуры наружного воздуха. «Перерегулирование» и «недорегулирование» в системе уменьшится после задания ограничений для интегральной составляющей.
Для данного случая требуется задать i.min = 50 и i.UPr = 70 (см. рисунок 10.17 , синяя кривая). ВНИМАНИЕ Следует понимать, что ограничения параметров i.min и i.UPr распространяются только на интегральную составляющую. Конечное значение выходной мощности, полученное как сумма пропорциональной, дифференциальной и интегральной составляющих, лежит вне пределов, заданных i.min и i.UPr . Ограничение конечного значения выходной мощности в системе задается параметрами P.min и P.UPr . Для уменьшения колебаний при переходных процессах можно также задать номинальную мощность. Номинальная мощность – это средняя мощность, которую надо подать в объект регулирования для достижения требуемой уставки.
В рассматриваемом примере номинальную мощность P. nom нужно 113