Diskussion über den Einfluss von Proportional- und Integrationsanteilen in der PID-Steuerung
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Hallo zusammen! Kürzlich habe ich mich mit der Einstellung der PID-Parameter beschäftigt. Dabei wurde erwähnt, dass bei einer Schrittänderung des Setwerts Folgendes gilt: 1. Wenn nur die proportionaler Regelungseffekt vorhanden ist, führt dieser dazu, dass die Ausgabe plötzlich ändert ； 2. Wenn nur eine Integrierungswirkung vorliegt, dann wird die Ausgabe keinen Sprung machen. Den ersten Satz ist leichter zu verstehen, aber der zweite Satz ist nicht so einfach zu begreifen. Warum führt die Integration nicht zu einem Sprungverlauf der Ausgabe? Meine Ansicht ist, dass auch bei der Ausgabe ein Sprungverlauf auftritt – und dass dies als Ausgangspunkt dient, von dem aus die Ausgabe zunimmt oder abnimmt. Ich hoffe, mit allen Experten in Kontakt treten zu können.
Angenommen, es wirkt nur PI und die Werte von PV und SV sind gleich, also E=0, dann beträgt die Änderung der Ausgabe 0. Wenn zu diesem Zeitpunkt ein Schrittest an SV durchgeführt wird, ändert sich E. Wenn es sich um einen inkrementellen PID-Algorithmus handelt, dann beträgt die Änderung der Ausgabe unter dem Einfluss des Proportionalteils Kd*(E(n) – E(n-1)) = kd*E(n). Ebenso beträgt die Änderung der Ausgabe unter dem Einfluss des Integrierungsteils KI*E(n). Wenn KI größer als Kd ist, dann kann die Änderung der Ausgabe durch das Integrieren sogar größer sein als die durch den Proportionalteil.
Die vorhandenen Regelungslogiken enthalten keinen reinen Integralanteil, es gibt nur Proportional-Integral- oder Proportional-Integral-Differenzialregelungen. Unter dem Einfluss von Proportional-Integral-Regelung springt die Ausgabe bei einem gegebenen Schrittwechsel zunächst an, und ausgehend davon nimmt sie dann zu oder ab.
In der Praxis werden Integral- und Proportionalregelung gemeinsam eingesetzt, d.h. es handelt sich um eine Proportionalintegralregelung. Die reine Integrierung führt nicht zu einem Sprung im Ausgangssignal, denn das Ausgangssignal der Integrierung ist eine Gerade, deren Steigung von der Integrationsgeschwindigkeit abhängt. Bei der proportional-integrativen Regelung führt eine plötzliche Änderung des Fehlers zu einer entsprechenden plötzlichen Änderung der Ausgangsspannung des Reglers – dieser Anstieg ist das Ergebnis der proportionalen Wirkung. Ab diesem Punkt nimmt die Ausgangsspannung allmählich zu oder ab – das ist das Ergebnis der integrierenden Wirkung.