一种网络型控制系统PID参数整定方法
pid控制器参数整定方法及应用
pid控制器参数整定方法及应用PID控制器是工业自动化中常用的一种控制器，其参数整定方法及应用对于控制系统的稳定性和性能有着至关重要的作用。
本文将详细介绍PID控制器参数整定方法及应用。
一、PID控制器概述PID控制器是由比例控制器、积分控制器和微分控制器三部分组成的，利用反馈信号进行控制。
其中比例控制器通过测量误差的大小，对被控制对象进行控制，积分控制器通过测量误差的积分，对被控制对象进行控制，微分控制器通过测量误差的微分，对被控制对象进行控制。
PID控制器通过组合三个控制方式，可以对被控制对象进行更加精确的控制。
二、PID控制器参数整定方法1. 经验法PID控制器参数整定的第一步是通过经验法确定参数初值。
经验法是根据实际经验和实验数据得出的整定参数，是参数初值的基础。
经验法的参数初值如下：比例系数Kp取值为被控对象动态响应曲线的最大斜率处的斜率倒数；积分时间Ti取值为被控对象动态响应曲线从起点到终点的时间长度；微分时间Td取值为被控对象动态响应曲线的最大曲率处的时间。
2. Ziegler-Nichols法Ziegler-Nichols法是广泛应用的PID控制器参数整定方法之一，其步骤如下：a.将比例系数Kp调至临界增益Kcr处，此时系统开始振荡；b.测量振荡周期Tu；c.根据系统类型选择合适的参数整定公式，计算出参数初值：系统类型 Kp Ti TdP型系统 0.5Kcr ——PI型系统 0.45Kcr Tu/1.2 —PD型系统 0.8Kcr — Tu/8PID型系统 0.6Kcr 0.5Tu Tu/83. Chien-Hrones-Reswick法Chien-Hrones-Reswick法是另一种常用的PID控制器参数整定方法，其步骤如下：a.测量被控对象的动态响应曲线，并计算出其惯性时间常数L、时延时间T和时间常数K；b.根据系统类型选择合适的参数整定公式，计算出参数初值：系统类型 Kp Ti TdP型系统 0.5K ——PI型系统 0.45K L —PD型系统 0.8K — TPID型系统 0.6K 0.5L 0.125T三、PID控制器应用PID控制器广泛应用于工业自动化中，例如温度控制、压力控制、流量控制等。
pid参数自动整定方法
PID参数自动整定方法1. 简介PID（Proportional-Integral-Derivative）是一种常用的控制算法，广泛应用于工业自动化系统中。
PID控制器通过对控制对象的测量值与设定值之间的偏差进行分析，根据比例、积分和微分三个参数来调节输出信号，使得系统能够快速、准确地达到设定值。
PID参数的选择对于控制系统的性能至关重要。
传统的手动整定方法需要经验丰富的工程师进行调试，耗时耗力且容易出错。
因此，自动整定方法应运而生。
本文将介绍几种常见的PID参数自动整定方法，并对其原理和优缺点进行详细讲解。
2. 常见的PID参数自动整定方法2.1 Ziegler-Nichols 方法Ziegler-Nichols 方法是最早提出的一种PID参数整定方法。
该方法通过实验确定系统的临界增益和临界周期，并根据这些数据计算出合适的PID参数。
具体步骤如下：1.将比例增益（Kp）设置为零。
2.逐渐增加比例增益（Kp），直到系统出现持续振荡。
3.记录下持续振荡时的比例增益（Ku）和周期（Tu）。
4.根据以下公式计算PID参数：–比例参数（Kp）：0.6 * Ku–积分参数（Ki）：1.2 * Ku / Tu–微分参数（Kd）：0.075 * Ku * TuZiegler-Nichols 方法的优点是简单易行，只需要进行一次实验即可确定PID参数。
然而，该方法仅适用于具有明显反应时间和振荡特性的系统，对于非线性系统和快速响应系统效果较差。
2.2 Cohen-Coon 方法Cohen-Coon 方法是一种改进的PID参数整定方法，旨在提高对非线性系统和快速响应系统的适应性。
具体步骤如下：1.将比例增益（Kp）设置为零。
2.逐渐增加比例增益（Kp），直到系统出现持续振荡。
3.记录下持续振荡时的比例增益（Ku）和周期（Tu）。
4.根据以下公式计算PID参数：–比例参数（Kp）：0.9 * Ku–积分参数（Ki）：(1.2 * Ku) / (Tu * 2)–微分参数（Kd）：(3 * Ku) * Tu / 40Cohen-Coon 方法相对于Ziegler-Nichols 方法，在非线性系统和快速响应系统上表现更好。
PID控制原理与参数的整定方法
PID控制原理与参数的整定方法PID控制器是一种常用的自动控制器，在工业控制中广泛应用。
它的原理很简单，即通过不断调节控制信号来使被控制物体的输出接近给定值。
PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个控制参数组成。
下面将详细介绍PID控制的原理和参数整定方法。
一、PID控制原理1.比例（P）控制比例控制根据被控制量的偏差的大小，按照一定比例调节控制量的大小。
当偏差较大时，调节量增大；当偏差较小时，调节量减小。
此项控制可以使系统快速响应，并减小系统稳态误差。
2.积分（I）控制积分控制根据被控制物体的偏差的积分值来调节控制量。
积分控制的作用主要是消除系统的稳态误差。
当偏差较小但持续较长时间时，积分量会逐渐增大，以减小偏差。
3.微分（D）控制微分控制根据被控制物体的偏差的变化率来调节控制量。
当偏差的变化率较大时，微分量会增大，以提前调整控制量。
微分控制可以减小系统的超调和振荡。
综合比例、积分和微分控制，PID控制器可以通过不同的控制参数整定来适应不同的被控制物体的特性。
二、PID控制参数整定方法1.经验整定法经验整定法是根据对被控制系统的调试经验和运行情况来选择控制参数的方法。
它是通过实际试验来调整控制参数，通过观察系统的响应和稳定性来判断参数的合理性。
2. Ziegler-Nichols整定法Ziegler-Nichols整定法是根据系统的临界响应来选择PID控制参数的方法。
在该方法中，首先将I和D参数设置为零，然后不断提高P控制参数直到系统发生临界振荡。
根据振荡周期和振荡增益的比值来确定P、I和D的参数值。
3.设计模型整定法设计模型整定法是根据对被控系统的数学建模来确定PID控制参数的方法。
通过建立被控系统的数学模型，分析其频率响应和稳态特性，从而设计出合理的控制参数。
4.自整定法自整定法是通过主动调节PID控制器的参数，使被控系统的输出能够接近给定值。
该方法可以通过在线自整定或离线自整定来实现。
PID参数整定过程及一些常规步骤
PID参数整定过程及一些常规步骤一：PID参数调节原理及一般的整定步骤1．比例作用比例（P）参数越大比例作用越强，动态响应越快，消除误差的能力越强。
但实际系统是有惯性的，控制输出变化后，实际PV值变化还需要等待一段时间后才会缓慢变化，由于实际系统是有惯性的，比例作用不宜太强，比例作用太强会引起振荡不稳定。
通常将比例（P）参数由小向大调，以能达到最快响应又无超调（或无大的超调）为最佳参数。
2．积分作用为了消除静差必须引入积分作用，积分作用可以消除静差，以便被控的PV值最后与给定值一致。
积分作用消除静差的原理是：只要有误差存在，就对误差进行积分，使输出继续增大或缩小，一直到误差为零，一直到误差为零，积分停止，输出不再变化，系统的PV值保持稳定，PV值等于SP值，达到误差调节的效果。
由于实际系统是有惯性的，输出变化后，PV值不会马上变化，须等待一段时间才缓慢变化，因此积分的快慢必须与实际系统的惯性相匹配，惯性大、积分作用就应该弱，积分时间I就应该大些，反之亦然。
如果积分作用太强，积分输出变化过快，就会引起积分过头的现象，产生积分超调和振荡。
通常I参数是由大往小调节，即积分作用由小往大调，观察系统响应以能达到快速消除误差，达到给定值，又不引起振荡为准。
3．微分作用一般的控制系统，不仅对稳定控制有要求，而且对动态指标也有要求，通常都要求负载变化或给定调整等引起扰动后，恢复到稳态的速度要快，因此光有比例和积分调节作用还不能满足要求，必须引入微分作用。
比例和积分作用是事后进行调节（即发生误差后才进行调节），而微分作用则是事前预防控制，即一发现PV有变大或变小的趋势，马上就输出一个阻止其变化的控制信号，以防止出现过冲或超调等。
D越大，微分作用越强，D越小，微分作用越弱。
系统调试通常把D从小往大调节。
由于给定值调整或负载扰动引起PV变化，比例和积分作用一定等到PV值变化后才进行调节，并且误差小时，产生的比例和积分调节作用也小，纠正误差的能力也小，误差大时，产生的比例和积分作用才增大。
PID控制器设计与参数整定方法综述
PID控制器设计与参数整定方法综述一、本文概述本文旨在全面综述PID（比例-积分-微分）控制器的设计与参数整定方法。
PID控制器作为一种广泛应用的工业控制策略，其设计的优劣直接影响到控制系统的性能和稳定性。
因此，深入理解并掌握PID控制器的设计原则与参数整定方法，对于提高控制系统的性能具有非常重要的意义。
本文将首先介绍PID控制器的基本原理和组成结构，包括比例、积分和微分三个基本环节的作用和特点。
在此基础上，详细阐述PID控制器设计的一般步骤和方法，包括确定控制目标、选择控制算法、设定PID参数等。
本文还将重点介绍几种常用的PID参数整定方法，如Ziegler-Nichols法、Cohen-Coon法以及基于优化算法的参数整定方法等，并对这些方法的优缺点进行比较分析。
本文将结合具体的应用实例，展示PID控制器设计与参数整定方法在实际工程中的应用效果，以期为读者提供有益的参考和借鉴。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解PID控制器的设计与参数整定方法，掌握其在实际应用中的技巧和注意事项，为提高控制系统的性能和稳定性提供有力的支持。
二、PID控制器的基本原理PID（比例-积分-微分）控制器是一种广泛应用于工业控制系统的基本控制策略。
它的基本工作原理是基于系统的误差信号（即期望输出与实际输出之间的差值）来调整系统的控制变量，以实现对系统的有效控制。
PID控制器的核心在于其通过调整比例、积分和微分三个环节的参数，即比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd，来优化系统的动态性能和稳态精度。
比例环节（P）根据误差信号的大小成比例地调整控制变量，从而直接减少误差。
积分环节（I）则是对误差信号进行积分，以消除系统的静态误差，提高系统的稳态精度。
微分环节（D）则根据误差信号的变化趋势进行预测，提前调整控制变量，以改善系统的动态性能，抑制过冲和振荡。
PID控制器的这三个环节可以单独使用，也可以组合使用，以满足不同系统的控制需求。
PID参数的整定方法
PID参数的整定方法PID控制器是目前最常用的控制算法之一，其调节参数（也称为PID 参数）的合理设置对控制系统的性能起着关键作用。
下面将介绍几种常用的PID参数整定方法。
1.经验法：经验法是最为简单直接的方法，通常由经验工程师根据自身经验来设定PID参数。
这种方法适用于一些简单的控制系统，但是对于复杂的系统来说，由于经验法不能提供具体的参数值，容易出现性能较差的情况。
2. Ziegler-Nichols 整定法：Ziegler-Nichols 整定法是PID参数整定中较为经典的方法，其步骤如下：-首先将PID控制器的I和D参数设置为零。
-逐渐增大比例参数（P）直到系统出现持续且稳定的振荡。
-记录此时的比例参数为Ku。
- 根据不同的控制对象类型，Ziegler-Nichols方法会有不同的参数整定公式，常见的有：-P型系统：Kp=0.50Ku，Ti=0.50Tu，Td=0.125Tu-PI型系统：Kp=0.45Ku，Ti=0.83Tu，Td=0.125Tu-PID型系统：Kp=0.60Ku，Ti=0.50Tu，Td=0.125Tu其中Ku为临界增益值，Tu为临界周期。
3. Chien-Hrones-Reswick (CHR) 整定法：CHR整定法基于频域设计方法，通过系统的频率响应曲线来确定PID参数。
其步骤如下：-绘制系统的频率响应曲线（一些软件和仪器可以直接测量）。
-根据曲线的特征，确定比较慢的过程的时间常数τ和极点频率ωp。
-根据以下公式得到PID参数：-P参数：Kp=2/（ωpτ）-I参数：Ti=τ/2-D参数：Td=τ/8不能掉进方法的误区，如超调范围不合适，调节周期过大或周期过小时，传递函数为微分型等。
4.设计优化法：设计优化法是基于性能指标的优化算法，通过对系统的模型进行优化，得出最佳的PID参数。
这种方法较复杂，通常使用数学工具或计算机软件进行参数优化。
常见的优化算法有遗传算法、粒子群算法等。
pi参数整定方法
pi参数整定方法
PID参数整定方法就是确定调节器的比例带PB、积分时间Ti和微分时间Td。
以下介绍常用的经验法。
经验法，又叫现场凑试法，即先确定一个调节器的参数值PB和Ti，通过改变给定值对控制系统施加一个扰动，现场观察判断控制曲线形状。
若曲线不够理想，可改变PB或Ti，再画控制过程曲线，经反复凑试直到控制系统符合动态过程品质要求为止，这时的PB和Ti就是最佳值。
由于该法采用实测过渡过程的方法来整定参数，因此消除了理论计算法中许多无法考虑的影响因素，而且整定参数时只需在被控对象的受控段上做少量调整，操作方便。
不过，这种方法在理论上不够严密，特别是整定参数用的过渡过程曲线是在该参数下取得的最差过渡过程的曲线，所以所得的参数一般偏保守。
此外，它需要一定的经验，否则可能得到不合理的参数。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅PID控制相关的书籍或咨询自动化专业人士。
PID控制原理与参数的整定方法
PID控制原理与参数的整定方法1．比例控制有经验的操作人员手动控制电加热炉的炉温，可以获得非常好的控制品质，PID控制与人工控制的控制策略有很多相似的地方。
下面介绍操作人员怎样用比例控制的思想来手动控制电加热炉的炉温。
假设用热电偶检测炉温，用数字仪表显示温度值。
在控制过程中，操作人员用眼睛读取炉温，并与炉温给定值比较，得到温度的误差值。
然后用手操作电位器，调节加热的电流，使炉温保持在给定值附近。
操作人员知道炉温稳定在给定值时电位器的大致位置（我们将它称为位置L），并根据当时的温度误差值调整控制加热电流的电位器的转角。
炉温小于给定值时，误差为正，在位置L的基础上顺时针增大电位器的转角，以增大加热的电流。
炉温大于给定值时，误差为负，在位置L的基础上反时针减小电位器的转角，并令转角与位置L的差值与误差成正比。
上述控制策略就是比例控制，即PID 控制器输出中的比例部分与误差成正比。
闭环中存在着各种各样的延迟作用。
例如调节电位器转角后，到温度上升到新的转角对应的稳态值时有较大的时间延迟。
由于延迟因素的存在，调节电位器转角后不能马上看到调节的效果，因此闭环控制系统调节困难的主要原因是系统中的延迟作用。
比例控制的比例系数如果太小，即调节后的电位器转角与位置L的差值太小，调节的力度不够，使系统输出量变化缓慢，调节所需的总时间过长。
比例系数如果过大，即调节后电位器转角与位置L的差值过大，调节力度太强，将造成调节过头，甚至使温度忽高忽低，来回震荡。
增大比例系数使系统反应灵敏，调节速度加快，并且可以减小稳态误差。
但是比例系数过大会使超调量增大，振荡次数增加，调节时间加长，动态性能变坏，比例系数太大甚至会使闭环系统不稳定。
单纯的比例控制很难保证调节得恰到好处，完全消除误差。
2．积分控制PID控制器中的积分对应于图1中误差曲线与坐标轴包围的面积（图中的灰色部分）。
PID控制程序是周期性执行的，执行的周期称为采样周期。
计算机的程序用图1中各矩形面积之和来近似精确的积分，图中的TS就是采样周期。
PID参数整定方法
动态调整PID参数
在实际应用中，系统的特性可能会发生变化，因此需要动态调整PID参数 以适应变化。
可以通过在线调整Kp、Ki和Kd的值来优化系统的性能，例如使用试凑法 或基于性能指标的优化算法。
在调整PID参数时，需要注意不要过度调整，以免对系统造成不良影响。
04
PID参数整定实例
简单控制系统PID参数整定
复杂控制系统PID参数整定
总结词
复杂控制系统通常具有较多的干扰和不确定性，因此PID 参数整定较为困难。
详细描述
在复杂控制系统中，通常采用工程整定法进行PID参数整 定，如Z-N整定法和Cohen-Coon整定法等。这些方法 基于系统的数学模型，通过计算和实验相结合的方式确 定PID参数。此外，现代控制理论中的优化方法也可以用 于复杂控制系统的PID参数整定。
衰减曲线法
总结词
通过观察系统在不同控制作用下的衰减 曲线，确定最佳的PID参数。
VS
详细描述
衰减曲线法是一种基于系统响应的参数整 定方法。通过改变控制作用的大小和方向 ，观察系统的响应，绘制出衰减曲线。然 后，根据衰减曲线的形状和振荡特性，确 定最佳的PID参数。这种方法适用于具有 明显衰减振荡特性的系统。
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其他软件工具
总结词
除了MATLAB/Simulink和LabVIEW之外，还有许多其 他的软件工具可用于PID参数整定，如DCS、PLC编程 软件等。
详细描述
分布式控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）编 程软件通常也提供了PID控制器设计和参数整定的功能。 这些软件通常针对特定的工业应用场景进行优化，因此 在实际应用中具有较高的实用价值。在进行PID参数整定 时，用户需要根据具体的控制系统和需求选择合适的软 件工具。
PID参数自整定的方法及实现
PID参数自整定的方法及实现PID控制器是一种常见的控制器类型，可以用于许多自动控制系统中。
PID控制器的性能很大程度上取决于参数的选择，因此需要进行参数自整定来提高系统的稳定性和响应速度。
常见的PID参数自整定方法包括Ziegler-Nichols方法、Chien-Hrones-Reswick方法、频率响应法、模糊PID控制方法等。
其中，Ziegler-Nichols方法是最常用和简单的方法之一、该方法通过实验来确定系统的临界增益和周期，从而确定参数。
具体步骤如下：1.首先将系统的输出作为输入，增大控制器的增益直到系统开始发生振荡，即系统的曲线变为震荡波形。
2.记下此时的控制器增益，称为临界增益(Ku)。
3.记下系统振荡的周期，称为临界周期(Tu)。
根据Ziegler-Nichols方法得到的临界增益和临界周期，可以计算得到PID参数的初值：-比例增益参数(Kp)=0.6*Ku-积分时间参数(Ti)=0.5*Tu-微分时间参数(Td)=0.125*Tu然后，通过实际调试和测试来对这些初值进行微调，以获得更好的控制效果。
微调的方法包括手动试错法、自适应控制法等。
此外，Chien-Hrones-Reswick方法是另一种常见的PID参数自整定方法，它基于频域响应的分析。
该方法需要对系统的传递函数进行频率响应的测试，然后根据响应曲线的特性来确定参数。
通过分析频率响应曲线，可以得到PID参数的初值，并进行微调。
模糊PID控制法是一种基于模糊逻辑的参数整定方法，它通过模糊控制器来实现PID参数的在线调整。
模糊PID控制法的优点在于可以根据系统的实时性能来动态地调整参数，适用于复杂的非线性系统。
实现PID参数自整定的方法有多种途径，可以通过MATLAB等数学建模软件进行模拟实验和参数分析，也可以通过控制器硬件进行实际调试。
对于一些特定类型的系统，还可以通过系统辨识的方法来推导出传递函数，从而进行参数的精确计算。
PID参数整定方法
2.3 PID参数整定方法2.3.1 工程整定法PID数字调节器的参数，除了比例系数K p，积分时间T i和微分时间T d外，还有1个重要参数即采样周期T。
1．采样周期T的选择确定从理论上讲，采样频率越高，失真越小。
但是，对于控制器，由于是依靠偏差信号来进行调节计算的，当采样周期T 太小，偏差信号也会过小，此时计算机将失去调节作用；若采样周期T太长，则将引起误差。
因此采样周期T必须综合考虑。
采样周期的选择方法有两种，一种是计算法，另一种是经验法。
计算法由于比较复杂，特别是被控对象各环节时间常数难以确定，工程上较少用。
经验法是一种凑试法，即根据人们在控制工作实践中积累的经验以及被控对象的特点，先选择一个采样周期T，进行试验，再反复改变T，直到满意为止。
2．K p，T i，T d的选择方法1）扩充临界比例度法扩充临界比例度法是简易工程整定方法之一，用它整定K p，T i，T d的步骤如下。
选择最短采样周期T min，求出临界比例度S u和临界振荡周期T u。
具体方法是将T min输入计算机，只有P环节控制，逐渐缩小比例度，直到系统产生等幅振荡。
此时的比例度即为临界比例度S u，振荡周期称为临界振荡周期T u。
选择控制度为：（2-15）通常当控制度为1.05时，表示数字控制方式与模拟方式效果相当。
根据计算度，查表2-1可求出K p，T i，T d。
表2-1 扩充临界比例度法整定参数表控制度控制规律参数T K p T i T d1.05PIPID0.03T u0.014T u0.53S u0.63S u0.88T u0.49T u/0.14T u1.2PIPID 0.05T u0.43T u0.49S u0.47S u0.91T u0.47T u/0.16T u1.5PIPID 0.14T u0.09T u0.42S u0.34S u0.99T u0.43T u/0.20Tu2.0PIPID 0.22T u0.16T u0.36S u0.27S u1.05T u0.4T u/0.22T u2）扩充响应曲线法若已知系统的动态特性曲线，可以采用和模拟调节方法一样的响应曲线法进行整定，其步骤如下。
PID控制原理及参数整定方法
PID控制原理及参数整定方法PID控制是一种经典的控制策略，广泛应用于各种工业自动化系统。
其通过比较设定值与实际输出值，根据误差及其变化趋势，实时调整控制器的参数，以达到期望的控制效果。
本文将详细介绍PID控制原理及参数整定方法，旨在帮助读者更好地理解和应用PID控制。
PID控制模型是由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个环节组成的。
在工业自动化中，PID控制器作为一种核心组件，用于维持系统输出值与设定值之间的误差为最小。
PID控制器具有结构简单、稳定性好、易于实现等优点，因此被广泛应用于各种工业控制系统中。
PID控制原理基于控制系统的稳态误差，通过比例、积分和微分三个环节的作用，达到减小误差的目的。
比例环节根据误差信号的大小，产生相应的控制输出；积分环节根据误差信号的变化率，进一步调整控制输出；微分环节则根据误差信号的变化趋势，提前进行控制调整，以迅速消除误差。
PID参数整定的目的是选择合适的控制器参数，以满足系统的动态性能和稳态性能要求。
整定过程中，需要合理调整比例系数、积分时间和微分增益等参数。
其中，比例系数主要影响系统的稳态误差；积分时间用于控制积分环节的灵敏度；微分增益则决定了微分环节的作用强度。
针对不同的控制对象和系统要求，需要灵活调整这些参数，以获得最佳的控制效果。
以某化工生产线的液位控制为例，说明PID控制原理及参数整定的应用。
在此案例中，液位控制器通过比较设定值与实际液位值的误差，实时调整进料泵的转速，以维持液位稳定。
选择一个合适的比例系数Kp，使得系统具有较快的响应速度；调整积分时间Ti，以避免系统出现稳态误差；适当微分增益Kd的设定，可以改善系统的动态性能。
通过合理的参数整定，液位控制系统可以取得良好的控制效果。
然而，若比例系数过大，系统可能会出现振荡现象；若积分时间过长，系统可能无法达到预期的稳态性能；若微分增益过强，系统可能会对噪声产生过度反应。
因此，在参数整定过程中，需要根据实际情况进行反复调整，以达到最佳的控制效果。
PID参数调节原理和整定方法
PID参数调节原理和整定方法PID控制器是一种常用的闭环控制系统，其控制器的输出值由三部分组成：比例项（P）、积分项（I）和微分项（D）。
PID控制器通过不断地调节这三个参数，来实现对被控对象的控制。
PID控制器通过不断比较被控对象的输出值和设定值之间的差异（称为误差），来决定控制器的输出值。
PID控制器的输出值可以表达为：输出值=Kp*（比例项）+Ki*（积分项）+Kd*（微分项）其中，Kp、Ki和Kd分别为PID控制器的参数，需要根据实际系统进行调整。
当被控对象的输出值与设定值相差较大时，比例项可以起到快速调节的作用，使得控制器的输出值快速地接近设定值。
积分项可以消除系统存在的静差，提高系统的稳定性。
微分项可以防止系统过冲或震荡，提高系统的响应速度。
PID控制器的参数整定是一个复杂且经验性的过程，需要根据具体的被控对象、控制要求和系统特性进行调整。
下面介绍几种常用的参数整定方法：1. 经验法：根据经验公式，设置参数的初始值，并对系统进行试控，根据实际效果进行逐步调整。
常用的经验公式有Ziegler-Nichols方法、Chien-Hrones-Reswick方法等。
2.约束实验法：通过对系统施加一定的约束实验，如阶跃响应法、频率响应法等，从实验数据中提取系统的模型参数，并根据提取的模型参数进行参数整定。
3.数值方法：通过数值计算方法，如根据系统的传递函数进行数值求解，得到系统的频率特性响应，再根据一定的准则进行参数整定。
4.自整定方法：根据控制系统的自整定能力，通过在线或离线的自整定算法，自动寻找最优参数。
常见的自整定方法有遗传算法、模糊逻辑控制、神经网络等。
在实际的参数整定过程中，需要根据实际情况选择合适的方法，并进行反复测试和调整，直到达到满意的控制效果。
总结：PID参数调节原理是通过比例、积分和微分三项的组合来控制被控对象。
参数整定方法可以采用经验法、约束实验法、数值方法和自整定方法。
PID参数整定方法
PID参数整定方法PID（Proportional-Integral-Derivative，比例积分微分控制）是一种常用的控制算法，它通过调整输出信号，使得被控对象的输出变量尽可能地接近设定值。
为了实现良好的控制效果，需要对PID参数进行合理的整定。
下面将介绍几种常用的PID参数整定方法。
1.经验整定法：经验整定法是一种经验性的参数整定方法，根据工程经验和试错原则来确定PID参数。
具体步骤如下：-初始设定PID参数为Kp=1，Ki=0，Kd=0。
-逐渐增加Kp的值，直到系统开始出现超调现象。
-根据系统的超调量，逐渐减小Kp的值，直到系统的超调量满足要求。
-根据系统的超调时间，逐渐增加Ki的值，使得系统的超调时间减小。
-根据系统的响应速度，逐渐增加Kd的值，使得系统的响应速度增加。
2. Ziegler-Nichols指标整定法：Ziegler-Nichols指标整定法是一种基于系统阶跃响应的参数整定方法，通过测量系统的阶跃响应特性来确定PID参数。
该方法分为三种整定方式：- Ziegler-Nichols开环法：-将系统设置为开环控制。
-逐渐增大Kp的值，直到系统开始出现持续振荡的现象。
-记录该时刻的Kp值（Ku）和持续振荡的周期（Tu）。
-根据Ku和Tu计算出PID参数：Kp=0.6Ku，Ki=1.2Ku/Tu，Kd=3KuTu/40。
- Ziegler-Nichols闭环法：-将系统设置为闭环控制。
-逐渐增大Kp的值，直到系统的输出响应快速但不超调。
-记录该时刻的Kp值（Ku）。
-根据系统的临界增益（Ku）计算出PID参数：Kp=0.33Ku，Ki=0.33Kp/Tu，Kd=0.33KpTu。
- Ziegler-Nichols两点法：-将系统设置为闭环控制。
-记录系统输出值最初变化的瞬间（T1）和最终变化的瞬间（T2）。
-根据T1和T2计算出PID参数：Kp=(4/Tu)(1/T1+1/T2)，Ki=2/Tu，Kd=KpTu/83. Chien-Hrones-Reswick方法：Chien-Hrones-Reswick方法是一种基于系统阶跃响应曲线形状的参数整定方法。
PID控制器参数整定的一般方法
PID控制器参数整定的一般方法PID控制器是最常用的自动控制算法之一，在许多工业过程中都得到了广泛的应用。
PID控制器的性能取决于其参数的选择，因此进行参数整定是非常重要的。
一般来说，PID控制器参数整定的方法有试验法、经验法和优化法等。
下面将详细介绍这几种方法。
1.试验法：试验法是最简单直接的一种参数整定方法。
通过对控制系统施加特定的输入信号，观察输出响应的变化，然后根据试验结果来调整PID控制器的参数。
试验法的常用方法有步跃法、阶跃法和波形法等。
-步跃法：将控制系统的输入信号从零突变到一个固定值，观察输出信号的响应曲线。
根据响应曲线的时间延迟、超调量以及过渡过程等特性，来调整PID参数。
-阶跃法：将控制系统的输入信号从零线性增加到一个固定值，观察输出信号的响应曲线。
通过测量响应曲线的时间延迟、超调量和稳定性等指标，来调整PID参数。
-波形法：将控制系统的输入信号设定为一个周期性的波形，观察输出信号对输入信号的跟踪能力。
通过比较输出信号与输入信号的相位差和幅值差，来调整PID参数。
2. 经验法：经验法是基于控制技术专家的经验和实践总结而来的一种参数整定方法。
根据不同的工业过程，控制技术专家给出了一些常用的PID控制器参数整定规则，如Ziegler-Nichols法和Chien-Hrones-Reswick法等。
- Ziegler-Nichols法是一种经验性的整定方法，它基于一种称为临界增益法的原理。
通过逐渐增大PID控制器的增益参数，当系统的输出信号开始出现稳定的周期性振荡时，此时的控制器增益即为临界增益。
然后按照一定的比例来设定PID控制器的参数。
- Chien-Hrones-Reswick法是另一种经验性的整定方法，它基于一种称为极点配置法的原理。
通过观察控制系统的频率响应曲线，根据不同的频率和相位的变化情况来调整PID控制器的参数。
经验法的优点是简单易行，但其缺点是只适用于一些特定的工业过程，且对于复杂的系统来说可能无法得到最佳的参数。
pid整定方法
现在一般采用的是临界比例法。
利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：
(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；
(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；
(3)在一定的控制速度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
PID调试一般原则：
a.在输出不振荡时，增大比例增益P。
b.在输出不振荡时，减小积分间常数I。
c.在输出不振荡时，增大微分时间常数D。
PID调试一般步骤：
1.确定比例增益P
确定比例增益P时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令I=0、D=0（具体见PID的参数设定说明），使PID为纯比例调节。
输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。
比例增益P调试完成。
2.确定积分间常数I
比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数I的初值，然后逐渐减小I，直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大I，直至系统振荡消失。
记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数I为当前值的150%~180%。
积分时间常数I调试完成。
3.确定微分时间常数D
微分时间常数D一般不用设定，为0即可。
若要设定，与确定P和I的方法相同，取不振荡时的30%。
4.系统空载、带载联调，再对PID参数进行微调，直至满足要求。
PID参数整定方法(20100122)
2020/5/19
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常用的PID整定口诀
参数整定找最佳，从小到大顺序； 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。
积分时间减小
2020/5/19
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微分（D）控制
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即 误差的变化率）成正比关系。 自动控制系统在克服误差 的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存 在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑 制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办 法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零 时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中 仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大 误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测 误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能 够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而 避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被 控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中 的动态特性。
29
运行中PID整定参数更换
间歇生产过程中,由于控制对象特性改变, 应利用程序进行 PID整定参数更换。
连续生产过程中,因生产负荷,工艺设备和环境条件的变化, 为保证回路调节质量PID整定参数也要作更换。
2020/5/19
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谢谢大家！
用的效果,提高系统响应的快速性,以既能快速响应,又不出 现超调或振荡为最佳. 注：首先整定好P参数,在整定Ti和Td对它再微调,以求系统的 稳定快速响应。
PID参数整定方法
PID参数整定方法本文介绍一种PID参数整定方法：趋势读定法。
趋势读定法尽量避免高深的理论和公式，初学者只要了解自动化系统的构成、PID最基本概念和时间比例积分三要素作用的趋势图就可以整定PID参数，趋势读定法对PID参数整定初学者和经验丰富的PID参数整定高手都有极大的帮助，可轻松帮助大家完成单回路调节系统、串级调节系统和复杂控制系统的PID 参数整定，让控制系统达到最佳控制效果。
PID参数整趋势读定法三要素：设定值、被调量、输出。
三个曲线缺一不可。
串级系统参照这个执行。
这个所谓的趋势读定法，其实早就被广大的自动维护人员所掌握，只是有些人的思考还不够深入，方法还不够纯熟。
这里我把它总结起来，大家一起思考。
提前声明；这些物理意义的分析，非常简单，非常容易掌握，但是你必须要把下面一些推导结论的描述弄熟弄透，然后才能够进行参数整定。
在介绍PID参数整定之前，先介绍一下自动调节系统的构成。
1、被调对象也叫被调量，包括压力、温度、水位、流量、浓度、功率、转速、电压、电流、含量、位移、方向、比例等。
电厂常用的是压力、温度、水位、转速、功率。
2、调节器最初是单回路调节器，后来发展到串级调节系统。
现在一般书上把串级调节系统也叫做双回路。
副调（外给定PID调节器）叫做内回路，主调（单回路调节器）叫做外回路，合称双回路。
这种叫法不大合适。
为什么呢？因为当时只考虑到了两个PID串在一起组成一个调节系统，却没有考虑到两个PID不串在一起，却仍旧是一个调节系统的情况。
所以给现在的表述造成困难。
当时的标准：两个PID不串在一起，就是两个调节系统。
不一定的。
比如两个互为备用的系统，控制的是一个被调量。
有人说是两套系统，不妥。
也有两个串级之间相互切换的，比如两个给水泵互为备用，调节汽包水位。
它们都是控制一个被调量，应该算做一个调节系统。
更为复杂的，电厂的自控人员都知道协调系统。
严格来说，协调包括了两套调节系统：功率回路和汽压回路。
PID参数整定方法
2·2 用试凑法确定PID 控制器参数试凑法就是根据控制器各参数对系统性能的影响程度,边观察系统的运行，边修改参数,直到满意为止。
一般情况下,增大比例系数KP 会加快系统的响应速度，有利于减少静差。
但过大的比例系数会使系统有较大的超调，并产生振荡使稳定性变差。
减小积分系数KI 将减少积分作用，有利于减少超调使系统稳定,但系统消除静差的速度慢。
增加微分系数KD 有利于加快系统的响应,是超调减少,稳定性增加,但对干扰的抑制能力会减弱.在试凑时,一般可根据以上参数对控制过程的影响趋势,对参数实行先比例、后积分、再微分的步骤进行整定。
2·2·1 比例部分整定。
首先将积分系数KI 和微分系数KD 取零，即取消微分和积分作用，采用纯比例控制.将比例系数KP 由小到大变化,观察系统的响应,直至速度快,且有一定范围的超调为止.如果系统静差在规定范围之内,且响应曲线已满足设计要求，那么只需用纯比例调节器即可。
2·2·2 积分部分整定。
如果比例控制系统的静差达不到设计要求，这时可以加入积分作用。
在整定时将积分系数KI 由小逐渐增加,积分作用就逐渐增强，观察输出会发现,系统的静差会逐渐减少直至消除。
反复试验几次，直到消除静差的速度满意为止.注意这时的超调量会比原来加大，应适当的降低一点比例系数KP 。
2·2·3 微分部分整定。
若使用比例积分（PI)控制器经反复调整仍达不到设计要求,或不稳定，这时应加入微分作用,整定时先将微分系数KD 从零逐渐增加,观察超调量和稳定性,同时相应地微调比例系数KP 、积分系数KI,逐步使凑,直到满意为止2·3 扩充临界比例度法这种方法适用于有自平衡的被控对象,是模拟系统中临界比例度法的扩充。
其整定步骤如下:（1)选择一个足够短的采样周期T 。
所谓足够短，就是采样周期小于对象的纯之后时间的1 /10。
（2）让系统作纯比例控制，并逐渐缩小比例度 （ =1/KP)是系统产生临界振荡。
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尽 管有许多 现代控 制 方法不 断 发展完善 ，但 ＰＤ控制 Ｉ
的参数整定方法 （ 基于模型） 另一种是福克斯波罗公司的 ，
基于模式 识别 的参 数整定方法 （ 基于规则 ） 者多应用 于 。后 在福克斯 波罗公 司的产 品中，其原理基于 Ｂｉｏ在模式识别 ｒｔ ｓｌ
方面的工作 ；前者应用实例较多 ，包括 自整定 、增益计划设 定及反馈 和前馈增 益的连续 自适应等。这些技术统称为 自适
关键词 ：网络 型控制 系统；ＰＤ参数 自整定；实时控制 Ｉ
中国分类号：Ｔ ２３ 文献 标识码 ： 文章编号 ：１０ — ５２ ｌ ０ ）０ —０２ — ３ Ｐ７ Ｂ ０９ ９２ ２ ６ ２ ０ ５ ０ ０
Ａｎ ｐ ｏ ｃ ｔ ｅ ｆ — ｅ ｉ ｎ ｆＮｅｗｏ ｋ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔｍ ａ ｉ Ｄ ｒ ｍｅ ｅ ｓ Ａｐ ｒ ａ ｈ ｏ Ｓ ｌ — ｄ ｃｄｉ ｇ ｏ ｔ ｒ ｎ ｒ ｌＳ ｓ ｅ ｔｃ ＰＩ Ｐａ ａ ｔ ｒ
自整定 和 自适应 ，为智能 Ｐ Ｄ控制 的发展奠定 了基础。 Ｉ 按照 Ａｔ ｍ 的观点 ，自整定 控制 器和 自适应控 制 器就是一 ｓｏ ｒ
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在工业过 程控 制中，单片机 系统 由于具有 Ｓ ２ Ｏ 的特点 ， 使得成本 、可靠性 、实 时性非常 优秀 ，得到 了广 泛的应 用。 但 由于速度和程 序 、 数据空间容量的限制 ， 对于 比较复杂的
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维普资讯
２０ ． ０６ ２
九 江 职 业 技 术 学 院 学 报 （ 许建平 ：一种 网络型控制 系统 ＰＤ参数整定方法） Ｉ
整定方法 Ｉ
许 建平 ，郭连湘
（ 九江职业技术学院 ， 江西九江 ３ ２０ ） ３ ０ ７
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摘
要 ：ＰＤ控制技术领域 中，主要 的问题是 ＰＤ参数 的 自整定方法 ：基 于模 型的 自整定方 法和基 于 Ｉ Ｉ 规则的 自 定 方法。本 文提 出一种 网络 型控 制 系统 ＰＤ参 数 的整 定 方 法，即利 用上 位 机 整 Ｉ （Ｃ Ｐ ）的强大运 算处理能力 ，配合 Ｓ Ｃ型单片机 来进行 实时控制 ，完成较复 杂的参数整 定算 Ｏ 法，实现 ＰＤ参数 的 自 Ｉ 整定 ， 而提 高控制 系统的性能指标 。 从
Ｋｅ ｒ ｓ Ｎｅ ｗｏ ｋ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔ ｍ ， ｅ卜 ｄ ｉｉｇ ｏ Ｉ ｐ ｒｍｅ ｅｓ Ｒｅ ｌ ｉ ｏ ｔ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ： ｔ ｒ ｏ ｔｏ ｓ ｓｅ Ｓ ｌ ｃ ｅ ｄ ｎ ｆＰ Ｄ ａ ａ ｔｒ ， ａ ｍｅｃ ｎ ｒ ｔ ｏ
ｌ 、引 言
目前 ，实际应用得较好的整定 方法一种是基于继电反馈
ｒｔｍ ｅｉｅｐ ｒｍｅｅｓａ ｄ ｒａｉ ｈ ｅｆ ｅｉｉｇｏ Ｄ ａａ ｅｅｓＳ ｓｔ ａｓ ｈ ｅｆｍ￣ ｃ ｎ ｅ ｆ ｉ ｈ ｔ ｄ ｃｄ ａａ ｔｒ ｎ ｅ ｌｅｔｅｓｌ—ｄ ｄｎ ｆＰＩ ｐ ｒｍ ｔｒ Ｏ ａ ｏｒｉ ｔｅｐ ｒｏ ｏ ｚ ｃ ｅ ｅｉｄ ｘ ｏ ｗｈ ｌ ｏ ｔｏ ｙｔｍ ． ｏｅｃ ｎｒｌ ｓｅ ｓ
或其变形控制方法仍然广泛适用于冶金、 化工、电力、轻工
和机械等工业过 程控 制 中。这 主要 是 因为 Ｐ Ｄ控 制 器结构 Ｉ 比较简单 ，算法 的实 现 比较 容易 ，对模 型误 差不 是非 常敏 感 ，鲁棒性好 。 Ｐ Ｄ控制器虽然非常成熟 ，但还是处于不断发展 中，特 Ｉ 别是在 ＰＤ参数 整定 方法 这个领 域 ，比如 ：Ａ ｔ ｍ 和 Ｈａ Ｉ ｓｒ ｏ ｇ
应智能控 制技术 ， 中最主要的是 自整定 。根据工作原理来 其 划分 ，自整定方法 分为：基于模型的 自整定方法和基于规则
的 自整定 方 法 。
ｇ ｎ 的专著 （ Ｉ ｌｄ ｕ ＰＤ控制器：理论、设计及整定 （ 第二版）。 》 在其 《 面向智能控制》的报告中提出了两种新一代控制思想
—