变频器常见故障及ID调节课程课件

变频器的PID调节PID是比例,积分,微分的缩写

比例调节作用：.

比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少

偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的

不稳定。

积分调节作用：积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分

调节停止,积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。反

之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律

结合,组成PI调节器或PID调节器。

微分调节作用：微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产

生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。因此,可以改善系统的动态性能。

在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强

的加微分调节,对系统抗干扰不利。此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为

零。微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。PID调节口诀

1.PID常用口诀:参数整定找最佳，从小到大顺序查，先是比例后积分，最后再把微分加，曲线振荡很频繁，比例度盘要放大，曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳，曲线偏离回复慢，积分时间往下降，曲线波动周期长，积分时间再加长，曲线振荡频率快，先把微分降下来，动差大来波动慢，微分时间应加长，理想曲线两个波，前高后低4比1，一看二调多分析，调节质量不会低

2.常用的PID参数整定方法

a)确定控制器参数

数字PID控制器控制参数的选择，可按连续-时间PID参数整定方法进行。在选择数字PID参数之前，首先应该确定控制器结构。对允许有静差（或稳态误差）的系统，可以适当选择P或PD控制器，使稳态误差在允许的范围内。对必须消除稳态误差的系统，应选择包含积分控制的PI或PID控制器。一般来说，PI、PID和P控制器应用较多。对于有滞后的对象,往往都加入微分控制。

b)选择参数

控制器结构确定后，即可开始选择参数。参数的选择，要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。工程上，一般要求整个闭环系统是稳定的，对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪，超调量小；在不同干扰作用下，能保证被控量在给定值；当环境参数发生变化时，整个系统能保持稳定，等等。这些要求，对控制系统自身性能来说，有些是矛盾的。我们必须满足主要的方面的要求，兼顾其他方面，适当地折衷处理。PID控制器的参数整定，可以不依赖于受控对象的数学模型。工程上，PID控制器的参数常常是通过实验来确定，通过试凑，或者通过实验经验公式来确定。常用的方法：一、实验凑试法:

实验凑试法是通过闭环运行或模拟，观察系统的响应曲线，然后根据各参数对系统的影响，反复凑试参数，直至出现满意的响应，从而确定PID控制参数。整定步骤:实验凑试法的整定步骤为"先比例，再积分，最后微分"。

（1）整定比例控制

将比例控制作用由小变到大，观察各次响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。

（2）整定积分环节

若在比例控制下稳态误差不能满足要求，需加入积分控制。

先将步骤（1）中选择的比例系数减小为原来的50～80％，再将积分时间置一个较大值，观测响应曲线。然后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到较满意的响应，确定比例和积分的参数。

二、实验经验法

实验经验法调整PID参数的方法中较常用的是扩充临界比例度法,其最大的优点是，参数的整定不依赖受控对象的数学模型，直接在现场整定、简单易行。扩充比例度法适用于有自平衡特性的受控对象，是对连续-时间PID控制器参数整定的临界比例度法的扩充。扩充比例度法整定数字PID控制器参数的步骤是：（1）预选择一个足够短的采样周期TS。一般说TS应小于受控对象纯延迟时间的十分之一。

（2）用选定的TS使系统工作。这时去掉积分作用和微分作用，将控制选择为纯比例控制器，构成闭环运行。逐渐减小比例度，即加大比例放大系数KP，直至系统对输入的阶跃信号的响应出现临界振荡（稳定边缘），将这时的比例放大系数记为Kr,临界振荡周期记为Tr。

（3）选择控制度。控制度，就是以连续-时间PID控制器为基准，将数字PID控制效果与之相比较。通常采用误差平方积分作为控制效果的评价函数。定义控制度：采样周期TS的长短会影响采样-数据控制系统的品质，同样是最佳整定，采样-数据控制系统的控制品质要低于连续-时间控制系统。因而，控制度总是大于1的，而且控制度越大，相应的采样-数据控制系统的品质越差。控制度的选择要从所设计的系统的控制品质要求出发。

（4）查表确定参数。根据所选择的控制度，查表，得出数字PID中相应的参数TS,KP,TI和TD。

（5）运行与修正。将求得的各参数值加入PID控制器,闭环运行,观察控制效果,并作适当的调整以获得比较满意的效果。现在pid的整定方法基本上就是经验法，不过现在有很多论文等什么的都用自适应整定的方法，不过都没有实际波形，都是仿真出来，可信性不高，其实，一般的pid控制器只用到PI很少用D的，现场还是试凑法比较简单，用的也较多。就两个参数。附：

PID控制器参数的工程整定各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：

温度T:P=20~60%,I=180~600s,D=3-180s压力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控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。比例裹（P榴）控素制间比乏例控督制是碗一种夺最简柄单的掀控制盐方式龟。其假控制抵器的思输出征与输倘入误预差信打号成购比例围关系造。当监仅有便比例患控制牧时系哑统输肯出存涨在稳跟态误盖差（疫St折ea滑dy枣-s色ta依te得e佣rr醋or妇）。积分努（I岂）控晋制怒在域积分贸控制大中，陷控制纤器的增输出君与输者入误咸差信脚号的肆积分锹成正解比关待系。长对一灾个自事动控阔制系概统，顺如果芬在进馒入稳屋态后甚存在袄稳态浓误差盆，则奋称这箱个控革制系检统是渔有稳渴态误架差的炭或简兽称有支差系努统（手Sy随st辞em编w共it戏h状St哑ea倍dy反-s盾ta脚te弯E胃rr汪or叼）。为了或消除出稳态弟误差亭，在喇控制搞器中隶必须暂引入描"积键分项萄"。交积分士项对职误差皱取决垮于时浆间的揉积分荣，随洋着时闷间的应增加迎，积悲分项全会增叹大。考这样倍，即枪便误傍差很和小，午积分咐项也叛会随反着时旬间的率增加勒而加宰大，徒它推身动控朋制器暂的输节出增呜大使珍稳态采误差乖进一母步减宣小，界直到轮等于舰零。言因此罗，比允例+游积分秒(P肯I)崖控制鹿器，遗可以标使系蒙统在饼进入浪稳态傍后无贵稳态羞误差研。微分慎（D舟）控卵制波在书微分非控制嗓中，套控制书器的烂输出周与输算入误东差信鼓号的设微分泉（即之误差澡的变干化率须）成技正比醋关系某。常自动略控制晚系统翁在克浪服误笋差的吹调节刷过程迁中可矮能会扮出现午振荡畜甚至萝失稳吸。其逗原因晓是由豆于存驰在有遵较大抽惯性蚕组件锦（环唯节）绩或有鼠滞后阵(d废el停ay词)组赤件，毫具有蔬抑制做误差载的作辆用，味其变您化总把是落镜后于程误差训的变更化。仅解决蒜的办堡法是垦使抑智制误碍差的变作用券的变肠化"万超前鞠"，臣即在夹误差鲁接近耀零时碎，抑趋制误详差的肆作用雪就应塘该是调零。哪这就叨是说锻，在老控制挤器中求仅引蛾入"夕比例克"项乒往往找是不直够的慨，比肆例项谱的作画用仅胀是放洪大误抬差的意幅值撕，而脱目前膝需要配增加终的是跨"微固分项摸"，枯它能贺预测镇误差河变化迫的趋凭势，佩这样凑，具臭有比掘例+录微分任的控闻制器但，就期能够童提前榴使抑铸制误鞠差的吐控制蜘作用参等于日零，拥甚至侄为负稿值，得从而谎避免吉了被构控量基的严振重超暗调。支所以架对有弱较大阵惯性铺或滞题后的轻被控虾对象技，比符例+副微分司(P企D)凭控制探器能樱改善死系统剧在调拿节过腰程中抄的动鼻态特太性。PI丈D的鉴算法速P抬ID名是婶比例涌，积努分，狂微分股的缩丢写，P-坡-改纤变P输可提想高响宋应速肤度，臭减小饰静态榜误差寨，但吐太大笔会增漆大超涛调量洁和稳莫定时路间。逮I-减-与煤P的后作用谦基本坊相似劈燕，但词要使泰静态扯误差罢为0贸，必虹须使娘用积控分。爪D-现-与然P,岭I的并作用仗相反州，主也要是找为了志减小答超调吉，减遍小稳瓜定时秆间。斜三个设参数田要综法合考花虑，愁一般苦先将辟I,哗D懒设为漠0，顽调好悉P危,达飞到基置本的挠响应希速度相和误捏差，徒再加禽上合I,郊使误确差为埋0，笼这时接再加谱入D车,三立个参机数要纪反复阵调试缸，最治终达练到较右好的巷结果喝。不甜同的泊控制妻对象金，调闷试的闻难度栏相差谣很大迅。变频哗器的哈PI骗D功甘能在委恒压汤供水印中的也应用恒压可供水洒的目铺的：对供除水系那统进局行的吐控制众是为择了满阴足对驰流量想的需煌求，清所以娘流量限是供撒水系赴统的咸基本猾控制梯对象至。供尾水流润量的怀大小帐取决马于扬门程，劝但是肾实际总的扬疏程不倒能进艺行具增体的铜测量有和控晒制。杠考虑您到在怨动态藏的情晃况下睛，管坡道中蜜水压赖的大趣小于宅供水妥能力宣和用燃水需宴求之景间的高平衡鬼情况求，如碍供水身能力寨Qc弃>用压水需议求Q赠u，谅则压典力上呀升（盟p↑敞）；箭如供评水能转力Q坏c<率用水环需求崖Qu恼，则姐压力苦下降轰（p胀↑）石；如腊供水敞能力稍Qc误＝用江水需储求Q周u，某则压蚂力不役变（板p＝怀co挎ns爸t）路。就舱是说红保持潜供水桶系统燥中某先处的花压力餐出于寻平衡喜状态弊，正贴好满蝇足用箱水流销量，津这就模是恒娇压供运水所忍需要责达到血的目扩的。二、后恒压赚供水杜的P絮ID希控制变频督器有渣两个美模拟抚量控廉制信曲号的月输入弦端：①目鹅标信米号输妨入端贩，即嘴给定惊端。猜当P冬ID凤功能垃有效捡模拟资量输笨入端板自动常成为均目标被信号盟的输遮入端葵。目标辣信号胜是一虏个与价压力跑的控挣制目智标相倍对应携的值租，显肢示屏萝幕上闯的通漂常以哨百分球数表滑示②反挖馈信隙号输庄入端吸，即糟辅助灿给定菊端。挥当P屑ID衰功能蜓有效等时模要拟量煌输入崖2自令动成轮为反情馈信梅号。练接受职从压材力变川送器堆反馈论回来移信号宵。反胀馈信每号的架表示罩也是邀通过炒百分栗比表仰示，悲这时愈无论附是输野出量阔还是促反馈偶量以略及设断定量弄都是亦频率绸值而币是互真相成贴比例晴关系撕的给耽定百静分比防。目标傍信号降的确遭定，骂目标雄信号熟的大链小除梳了和乘所要害求压着力的城控制膊目标应有关乐外，串还和巴压力责变送尘器的拜SP久量程互有关培。如饺要求华流量钉控制爬在0爸。6浅MP议时，欢压力萌变送司器的丽满量兆程是影1M强P这怖是变饺频器梳的最趴大输忆出频究率定六义在来10确0h绳z，初则在酿变频梦器上返给定勒的量鸣就要膜定义妻成6逼0h率z在系猎统的弊工作嘱过程院中水释流量枪的变箭化情设况在槽PI长D控叹制的截结果屈下变满化很描小，宜所以扭水流射量的定变化皂是P俭ID茄的调奶节量纽奉⊿p同id膊，⊿啊pi仗d只妄是在朴压力烧反馈盼量与纳目标伴值X胡T之鹊间有柜偏差扔时才扑出现耽。三、户系统欠运行据中的害三个负状态①稳热态运万行：水泵问装置纤的供鱼水能援力与变用户便用水念需求翼处于杜平衡发状态僻，供乖水压愧力p描稳定裕而无惰变化斩，反疑馈信油号于骄目标晨信号属近乎槽相等痰，P灶ID纷的调购节量样为0加。此么时变论频器轨控制称的电擦机处听在f伯x下博匀速接运行萌。②用辽水流旷量增截大：当用闯户的延用水猾流量队增大释，超让过了拦供水狭力时滑，供论水压喊了p晕有所纷下降斧，反震馈信家号减舞小，最合成宜信号部（目牺标值疤－反挽馈值赏）增厚大，逢PI膛D产烈生正衰的调侦节量瓜，变披频器围的输仗出频捞率合授电机备的转杨速上陈升，阻使供棕水能痕力增旧大，筝压力胃恢复柴。③用占水流咸量减岩小：当用堤户的名用水完流量交减小务时，奴供水巡寿能力嫌小于合用水叠需求认，则舍供水撤压力喂上升已，反就馈信仇号增环大，爹合成但信号村则减晃小，贝PI诸D产盯生负洁的调半节量焦，结掠果是库变频粉器的群输出私频率梨合电汪机的接转速拉下降举，使谨供水朽能力输下降险，压迅力有敢开始荒恢复当压忌力大壮小重悔恢复番到目肆标值简时，辛供水镰能力唤与用抚水需恢求重绳又去幕的新治的平躁衡，膀系统吵又恢梁