PID参数整定实验

PID 参数整定实验
PID 控制规律：01()()()()t p D I
de t u t K e t e t dt T T dt ⎡⎤
=++⎢⎥
⎣
⎦
⎰一、 各控制参数对系统响应的影响
1、增大比例系数p K ，一般将加快系统的响应速度，如果是有差系统则有利于减小静差。

但比例系数过大，会加大系统超调，甚至产生振荡，使系统不稳定。

2、增大积分时间I T ，有利于减小超调，使系统稳定性提高，但系统静差的消除将随之减慢。

3、增大微分时间常数D T ，有利于加速系统的响应，使超调量减小，提高系统稳定性，但系统抗干扰能力变差，对扰动过于敏感。

二、PID 参数整定具体方法如下：
1、试凑法
具体步骤：
1） 先投比例，整定比例系数。

先置i T =∞、
D T =0，投入纯比例控制器，比例系数p K 由小到大，逐渐增加，观察相应的
响应，使系统的过渡过程达到4：1的衰减振荡和较小的静差。

如果系统静差小到允许范围内，系统响应满意，那么只需用比例控制器即可，参数整定完毕； 2） 加入积分，整定积分时间。

如果只用比
例控制，系统的静差不能满足设计要求，则需加入积分部分。

整定时，先将比例系数p K 减小10%-20%，以补偿因加入积分作用而引起的系统稳定性下降。

然后由大到小调节I T ，在保持系统响应良好的情况下，使静差得到消除。

这一步可反复进行，以便得到满意的效果； 3） 加入微分，整定微分时间。

经过以上两
步调整后，如果系统动态过程仍不能令人满意，可加入微分部分，构成PID 控制器。

整定时D T 由0开始逐渐增大，同时反复调节p K 及I T ，直到获得较为满意的控制效果为止。

2、扩充临界比例法
控制度：数字控制系统偏差平方的积分与对
应的模拟控制系统偏差平方积分之比，即
控制度=2020D
A
e dt e dt ∞∞⎡⎤
⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎢⎥⎣⎦⎰⎰
控制度表明了数字控制效果相对模拟控制
效果的情况，当控制度为1.05时，认为数字控制与模拟控制效果相同。

具体步骤：
1） 选择一合适的采样周期。

若系统存在纯
滞后，采样周期应小于纯滞后的1/10； 2） 采用第一步选定的采样周期，投入纯比
例控制，逐渐增大比例系数p K ，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时的比例系数r K 和振荡周期r T ； 3） 选择控制度；
4） 按表求取采样周期T 、比例系数p K 、积分时间常数I T 和微分时间D T ；
5） 按求得的参数运行，在运行中观察控制
效果，用试凑法适当调整有关控制参数，以便获得满意的控制效果。