变频器PID反馈量和给定量偏差与输出频率的关系

对比例增益的设定功能，有的变频器明确标明了比例增益的放大倍数，如富士G11S/P11S系列，其比例增益就标为0.00-10.0倍，这比较直观和容易理解及设定。但有的变频器则将比例增益标为0-100或0-l00%，并且说明：“在忽略积分作用和微分作用时，比例增益决定整个PID调节器的调节强度，Kp越大，调节强度越大。该参数为100表示当PID反馈量和给定量的偏差为l00%时，调节器对输出频率指令的调节幅度为最大频率。”本句中的“该参数为100表示......” ，实际是指输人偏差变化l00%，能使变频器的输出频率从0Hz变化到最大频率(如50Hz)，则此时控制器的比例增益为1，或者说比例度为l00%，这样说可能才正确。比例控制使变频器的输出频率与偏差成比例变化，偏差与输出频率之间的比值叫比例增益Kp，偏差与输出频率的关系如图1所示。在变频器的内置PID控制中，其计算都是基于“%”的，这样做是为了方便用户，从图中可看出，比例增益Kp设定得大，系统对偏差的响应就快，但Kp设定得太大了系统就会产生振荡而不稳定，所以比例增益Kp是有个选择范围的，从图可见选择比例增益Kp在0.2-5.0较妥。比例增益参数设定时，其数字大多是无量纲的纯数值，只是提供了一个方便调试的数值及增益增大、减小的变化方向，再者比例增益的大小都是要通过现场调试来决定的。

图1 变频器PID反馈量和给定量偏差与输出频率的关系