
“很容易證明,任何具有合理整定的控制器都將優(yōu)于ZN法整定的控制器”。但是PID參數(shù)Lambda整定方法的研究借鑒了ZN整定方法的工程化思想并進(jìn)行了改進(jìn):
①Lambda整定方法也是基于響應(yīng)曲線(xiàn)獲得PID控制器模型,但是將控制模型分為一階純滯后模型和積分純滯后模型,這種方法極大地拓展了Lambda的適用范圍,降低了對(duì)模型精度的要求;
②Lambda整定方法也是從研究純比例控制器性能入手的,但是并不需要臨界振蕩,也不考慮微分作用,而是根據(jù)被控對(duì)象特性和控制要求計(jì)算得到比例增益;
③Lambda整定方法也是為了獲得最優(yōu)PID參數(shù),但是最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為過(guò)程變量有超調(diào)無(wú)振蕩,PID控制器的形式還確定為比例積分控制并提供了閉環(huán)性能靈活調(diào)整的參數(shù);
④Lambda整定方法針對(duì)大時(shí)間常數(shù)對(duì)象也一樣,可以把自衡對(duì)象近似為積分對(duì)象,并取得滿(mǎn)意的控制效果。
關(guān)于Lambda整定方法的推導(dǎo)過(guò)程
在網(wǎng)上有馮少輝博士發(fā)布的一本電子書(shū):《詳解Lambda整定方法推導(dǎo)》。電子書(shū)里進(jìn)行了Lambda整定公式推導(dǎo)。Lambda整定方法理論非常嚴(yán)密,可是由于使用了傳遞函數(shù)和頻域知識(shí),很多非自控專(zhuān)業(yè)的工程師還是看不太懂。我們嘗試基于響應(yīng)曲線(xiàn)得到Lambda整定公式,使用的Lambda整定方法的推導(dǎo)過(guò)程其實(shí)和《詳解Lambda整定方法推導(dǎo)》里的方法看起來(lái)已經(jīng)大不相同,但是殊途同歸,得到了一樣的Lambda整定公式。積分對(duì)象的Lambda整定方法也比很多文獻(xiàn)上介紹的方法更簡(jiǎn)潔。Lambda的理論基礎(chǔ)在1957年就提出了,Lambda整定方法1968年已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表,Lambda整定方法也和內(nèi)模控制有一定的關(guān)系,但是這些進(jìn)步?jīng)]有獲得一線(xiàn)工程師的認(rèn)可和關(guān)注。
關(guān)于Lambda整定方法我們不僅進(jìn)行了宣傳推廣,還做了一些創(chuàng)造性的工作:
①?gòu)谋姸嗾ǚ椒ㄖ姓业胶痛_定了PID參數(shù)整定的定量方法,嘗試在一個(gè)框架下解決各種類(lèi)型被控對(duì)象的PID參數(shù)整定問(wèn)題。
②Lambda整定理論和實(shí)踐的結(jié)合。把整定理論根據(jù)實(shí)踐中的問(wèn)題進(jìn)行了工程化擴(kuò)展,既突破了分析設(shè)計(jì)方法,又?jǐn)U大了適用范圍,推動(dòng)Lambda整定方法的工程化改進(jìn)。
③基于響應(yīng)曲線(xiàn)和λ選擇進(jìn)行PID參數(shù)整定,并沒(méi)有使用更復(fù)雜的系統(tǒng)辨識(shí)知識(shí),而是使用更直觀的響應(yīng)曲線(xiàn)得到Lambda整定所需的控制模型參數(shù),欠阻尼、大純滯后、非最小相位、積分等各類(lèi)被控對(duì)象都可以應(yīng)用響應(yīng)曲線(xiàn)確定PID參數(shù)。
④發(fā)展和改進(jìn)了積分對(duì)象的Lambda整定方法。積分對(duì)象如果直接使用分析設(shè)計(jì)方法,將得到一個(gè)純比例控制器,為了消除余差又不振蕩,對(duì)積分對(duì)象我們也使用了比例積分控制并進(jìn)一步確定了積分時(shí)間的計(jì)算公式。
⑤使用統(tǒng)一模型結(jié)構(gòu)描述自衡對(duì)象和積分對(duì)象。自衡對(duì)象和積分對(duì)象的Lambda整定方法使用一樣的比例增益計(jì)算方法和λ選擇依據(jù),簡(jiǎn)化和統(tǒng)一了Lambda整定方法。