PID高级(DBL数组)
- 更新时间2025-07-30
- 阅读时长7分钟
使用PID算法实现带高级可选功能的PID控制器。高级PID算法包含以下功能:PID VI使用的算法,以及带手动无扰至自动切换的手动模式控制、非线性积分作用、二自由度控制和误差平方控制。单控制循环可通过该VI的DBL实例实现。并行多循环控制可通过DBL数组实例实现。

输入/输出
gamma
—
gamma指定应用至微分作用的误差加权大小。默认值为0,以避免控制器输出的微分冲击(一种突然变化),通常在设定值发生变化后发生。 在部分级联控制中,不需要考虑微分冲击。增加gamma的值,会加快第一个PID控制器的速度。 该VI重新调整gamma输入数组大小以匹配过程变量输入数组的大小。
手动控制
—
手动控制指定自动?为FALSE时控制输出的值。该VI重新调整手动控制输入数组大小以匹配过程变量输入数组的大小。
自动?(T)
—
自动?指定是否使用自动/手动控制。自动?值为TRUE时,该VI使用自动控制。自动?值为FALSE时,该VI使用手动控制。该VI手动到自动控制使用无扰转换。默认值为TRUE。 该VI重新调整自动?输入数组大小以匹配过程变量输入数组的大小。
输出范围
—
输出范围指定强制转换控制输出的范围。默认值为-100~100,对应于满量程百分比指定的值。 可修改为控制系统适合的范围。例如,可将工程单位相互关联,而不是百分比。控制器在指定最小值或最大值饱和时,该VI实现积分抗饱和。 输出范围 是一个由以下元素组成的群组阵列。
设定点
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设定值指定被控过程变量的设定值或预期值。该VI重新调整设定值输入数组大小以匹配过程变量输入数组的大小。
过程变量
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过程变量指定被控过程变量的测得值。该值等于反馈控制环的反馈值。
设定值范围
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设定值范围指定设定值/过程变量范围的最大值和最小值。该VI使用设定值范围计算非线性积分作用。默认值为0~100,对应于满量程百分比指定的值。可修改为控制系统适合的范围。例如,可将工程单位相互关联,而不是百分比。 该VI在非线性积分动作计算和 非线性误差计算中使用 设定点范围 。
PID增益
—
PID增益簇数组包含下列元素。
dt (s)
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dt (s)指定VI调用的循环周期时间或间隔(单位为秒)。如dt (s)小于等于0,该VI使用内部计时器(1 ms精度)计算自上次调用后的时间。如dt (s)必须小于1 ms,请明确指定该值。默认值为-1。
重新初始化?(F)
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重新初始化?指定是否重新初始化控制器内部参数(如集成错误)。如在不重启整个应用的前提下必须停止应用并重启控制循环,请将重新初始化?设为TRUE。默认值为FALSE。
beta
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beta指定对于设定值追踪的抗干扰相对强度。默认值1适用于大多数应用。也可使用0和1之间较小的值指定抗干扰的强度,如过程负载变化。该VI重新调整beta输入数组大小以匹配过程变量输入数组的大小。
线性度
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线性度指定误差响应的线性度。线性度的有效范围是0~1。值为1时提供常规线性响应,值为0.1时提供逼近抛物线响应。 VI在非线性误差计算和非线性增益因子计算中使用该值。
输出
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输出返回PID算法的控制输出,用于控制过程。该VI根据过程变量输入数组的大小确定输出数组的长度。
dt输出(s)
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dt输出(s)返回实际的时间间隔,以秒为单位。dt输出(s)返回dt (s)的值,如果将dt (s)设置为–1,则返回计算的间隔。 |
该多态VI的DBL数组实例可用于多环PID控制应用。本例中过程变量输入的长度确定输出数组的长度。其他输入数组的长度无需与过程变量相同。该VI按如下方式将其他输入数组重新调整为过程变量的长度:
- 如输入数组大于过程变量输入,则将输入数组截断为过程变量输入的长度。不使用数组中的其他值。
- 如输入数组小于过程变量输入,则一直重复输入数组的最后一个值,直至与过程变量输入的大小匹配。
这样,每个输出计算中必须使用的输入值无需在传递至该VI的数组中重复指定。相反,数组可仅包含一个用于输出计算的值。
无扰手动至自动切换
本VI支持无扰手动至自动切换,从而确保手动切换至自动控制模式过程中平滑的控制器输出。
无扰自动至手动切换
本VI不能实现无扰自动至手动切换。为确保自动至手动控制模式的顺利切换,用户必须设计应用程序,使手动输出值在控制模式由自动切换至手动时与控制输出值匹配。为手动控制使用一个局部变量可实现这一目的,如下列程序框图所示。

范例
请参考LabVIEW附带的下列范例文件。
- labview\examples\control\PID\Manual-Automatic Control.vi
gamma
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自动?(T)
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输出范围
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输出高
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重新初始化?(F)
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输出
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dt输出(s)
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