如何用PID演算法控制電流或者電壓使得功率穩定在定值附近?

時間 2021-05-31 21:34:47

1樓:劉添億

這其實是很簡單也很常見的問題,但是很多答主不正面回答,我感到很遺憾。

電路上主要包括三部分。控制器、功率放大、反饋。

如果用模擬電路的方案,可以用運放搭出來減法器和PID控制器,用電位器作為理想功率的輸入訊號。功率放大電路的結構和被控物件的功率大小有關。對於較小的功率,直接用電晶體跟隨器就可以。

對於中等的功率,可以用積體電路把電壓訊號轉化占空比訊號驅動開關管,對於較大的功率可以構造閘流體電路。反饋部分,電壓可以用分壓電阻反饋,電流可以用很小的串聯取樣電阻加放大器反饋,二者可以用模擬乘法器乘積獲得瞬時功率訊號,模擬乘法器後面再加低通濾波即可獲得平均功率訊號。

如果是數位電路的方案,可以把減法器、PID控制器、乘法器、低通濾波器轉為程式寫入處理器當中。功率放大部分和電壓電流反饋部分可以與模擬方案一致。

PID的引數與被控物件和電路的引數有關。通常功率放大電路對速度要求不高。因而可以採用很緩慢的積分作為PID控制器就能實現穩定而準確的控制。

2樓:張華

沒那麼複雜,不要把PID想得太複雜。有的回答指歪了路。

有的朋友說雙閉環,那就是兩個PID,人家乙個PID還沒搞明白呢。

有的朋友說dq轉換,人家也沒那樣高要求。

題主要求的只是乙個恆功率而已。而且只要「在定值附近」即可。

其實,PID的原理很簡單,而且PID也很皮實,對幾個係數不太敏感,如果對控制品質要求不是特別高的話。如果對控制品質要求高的話,前面朋友說的雙閉環啦,dq轉換啦,就開始次第登場了。

不過從題主的題目來看,題主的控制品質要求並不高。

太具體的技術就不多說了。要用PID,首先要對自己的控制物件有個初步的了解。比如它是乙個慣性系統,它的時間常數是多少?你做乙個階躍響應測一下。得到它的模型。

在這個模型上,串上PID,求出閉環傳遞函式,把你想要的自然頻率,阻尼等代進去,求出PID的係數。

實驗驗證一下,不滿意再調整一下。完了。

3樓:瑪麗盧

因為明確指定了用PID,所以必須要有PID運算器去執行運算。那麼就有兩個思路。

第一種:用微控制器作為控制中心;

第二種:用模擬電路搭建乙個PID運算電路

如果負載是恆壓,那麼採集電流資訊給運算器處理後再輸出諸如電壓等資訊去控制限流裝置控制電流;

如果負載是恆流,就採集輸出電壓,然後處理後輸出脈衝來控制輸出電壓;

而負載如果既不是恆壓也不是恆流,那麼就要結合負載的電壓電流特性曲線去決定如何結合電壓電流這兩個訊號,以及輸出什麼訊號來去控制輸出。

這類控制電路採用微控制器來做會更加方便,靈活性也高。

以上只是搭建電路的乙個思路,並沒有理論計算部分~~~

4樓:Patrick Zhang

題主的這個問題很有意思。

這種控制方式在玻璃纖維的抽絲工藝中得到廣泛應用。而且可巧的是:我帶的一位大四的學生,他的畢業設計也是這個課題。

說明一下,玻璃絲用於製造玻璃鋼。

我們來看下圖:

這是玻璃抽絲機。玻璃坩堝內的玻璃拽溫度為1200攝氏度。玻璃液有液位控制,液位低時會自動加入玻璃球。

玻璃坩堝的底部有白金孔板,上面有許多非常細小的孔,孔徑大約在0.1公釐左右。熔融的玻璃液從小孔中流出,被水冷降溫後由玻璃絲抽絲機抽絲。

電壓被直接載入到白金孔板上。電路簡圖如下:

流過白金孔板的交流電流必須恆壓恆流,並且被控溫裝置按PID方式實施控制。

上圖中閘流體安裝在變壓器初級。

此電路使用純粹的電子線路構成的,使用效果不錯。

那麼如何實現PID控制呢?且看看是否有人關心這個問題,再做解答。

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