PID调节器的调节过程及其参数的整定方法

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PID的调节原理及参数整定

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
积分时间常数Td一般不用设定，为0即可。若要设定，与确定 P和Ti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。
3. PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中PID参数经验数据
以下可参照：
PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。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)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
1. 比例（P）控制
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。
2. 积分（I）控制
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

PID参数整定方法

PID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和和微分时间Td。

一般可以通过理论计算来确定，但误差太大。

目前，应用最多的还是工程整定法：如经验法、衰减曲线法、临界比例带法和反应曲线法。

各种方法的大体过程如下：（1）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。

如果调节器是PID三作用式，那么要在整定好的PB和Ti的基础上加进微分作用。

由于微分作用有抵制偏差变化的能力，所以确定一个Td值后，可把整定好的PB和Ti值减小一点再进行现场凑试，直到PB、Ti和Td取得最佳值为止。

显然用经验法整定的参数是准确的。

但花时间较多。

为缩短整定时间，应注意以下几点：①根据控制对象特性确定好初始的参数值PB、Ti和Td。

可参照在实际运行中的同类控制系统的参数值，或参照表3-4-1所给的参数值，使确定的初始参数尽量接近整定的理想值。

这样可大大减少现场凑试的次数。

②在凑试过程中，若发现被控量变化缓慢，不能尽快达到稳定值，这是由于PB过大或Ti过长引起的，但两者是有区别的：PB过大，曲线漂浮较大，变化不规则，Ti过长，曲线带有振荡分量，接近给定值很缓慢。

这样可根据曲线形状来改变PB或Ti。

③PB过小，Ti过短，Td太长都会导致振荡衰减得慢，甚至不衰减，其区别是PB 过小，振荡周期较短；Ti过短，振荡周期较长；Td 太长，振荡周期最短。

④如果在整定过程中出现等幅振荡，并且通过改变调节器参数而不能消除这一现象时，可能是阀门定位器调校不准，调节阀传动部分有间隙（或调节阀尺寸过大）或控制对象受到等幅波动的干扰等，都会使被控量出现等幅振荡。

这时就不能只注意调节器参数的整定，而是要检查与调校其它仪表和环节。

如何整定DCS控制系统中PID参数

如何整定DCS控制系统中PID参数一、调节器正/反作用的确定方法调节系统投自动：往往在控制方案确定好且判断出调节器的正/反作用后，最关键的是P、I、D参数如何整定，根据多年的现场工作经验，谈谈如何整定调节系统的P、I、D参数，请大家在工程中参考。

在整定调节系统的P、I、D参数前，要保证一个闭环调节系统必须是负反馈，即Ko*Kv*Kc ＞0。

（看上面图片）Ø调节对象Ko：阀门、执行器开大，测量PV增加，则Ko＞0；反之，则Ko＜0；Ø调节阀门Kv：阀门正作用（气开、电开），则Kv＞0；阀门反作用（气关、电关），则Kv＜0；Ko、Kv的正负由工艺对象和生产安全决定，根据Ko、Kv的正负和Ko*Kv*Kc ＞0，我们可以确定Kc的正负，Ø调节器Kc：若Kc＞0，则调节器为反作用；若Kc＜0，则调节器为正作用；软件组态中要设置正确,在装置调试和开车及P、I、D参数整定前，调节器的正/反作用务必检查，且正确无误。

1、在整定调节系统的P、I、D参数前，要保证测量准确、阀门动作灵活；2、在整定调节系统的P、I、D参数时，打好招呼，要求用户工艺操作密切注意生产运行状况，确保安全生产；3、在整定调节系统的P、I、D参数时，先投自动后串级，先投副环后主环，副环粗，主环细。

在操作站CRT上，打开调节器的整定调整画面窗口，改变给定值SP或输出值OP，给出一个工艺允许的阶跃信号，观察测量值PV变化和趋势图，不断修定PID参数，往往反复几次，直至平稳控制。

实际中，一般能达到工艺满意的一阶特性即可。

二、经验PID整定参数预置对介质为流体（气体、液体）情况，经验PID整定参数参考如下，（在出所前最好在软件组态中要设置好，到现场再细调或不动）：1、对流量调节（F）：Ø一般P=120～200%，I=50～100S，D=0S；Ø对防喘振系统：一般P=120～200%，I=20～40S，D=15～40S；2、对压力调节（P）：Ø一般P=120～180%，I=50～100S，D=0S；Ø对放空系统：一般P=80～160%，I=20～60S，D=15～40S；3、对液位调节（L）：Ø1]、大容器（直径4米、高2米以上塔罐）：一般P=80～120%，I=200～900S，D=0S；Ø2]、中容器（直径2--4米、高1.5--2米塔罐）：一般P=100～160%，I=80～400S，D=0S；Ø3]、小容器（直径2米、高1.5米以下塔罐）：一般P=120～300%，I=60～200S，D=0S；4、对温度调节（T）：一般P=120～260%，I=50～200S，D=20～60S；上述参数是经验性的东西，不是绝对的。

PID控制原理与参数整定方法

PID控制原理与参数整定方法一、概述PID是比例-积分-微分控制的简称，也是一种控制算法，其特点是结构改变灵活、技术成熟、适应性强。

对一个控制系统而言，由于控制对象的精确数学模型难以建立，系统的参数经常发生变化，运用控制理论综合分析要耗费很大的代价，却不能得到预期的效果，所以人们往往采用PID调节器，根据经验在线整定参数，以便得到满意的控制效果。

随着计算机特别是微机技术的发展，PID控制算法已能用微机简单实现，由于软件系统的灵活性，PID算法可以得到修正而更加完善。

我们阳江基地有数以千计的采用PID控制的调节器，用于温度控制、压力控制、流量控制，在塑杯及灌装生产过程中，发挥着重要的作用。

因此，学习PID控制的基本原理，合理的设计PID控制系统，用好、维护好这些调节器，对提高产品质量，降低废品率，节约能源具有十分重要的意义。

本课程从系统的角度，采用多种分析方法，详细讲解经典PID控制的基本原理和PID参数的整定方法，简介现代数字PID控制思想，希望对大家使用PID调节器有所帮助。

二、调节系统的品质和特性一个调节系统的品质可以用静态品质和动态品质来衡量。

所谓静态品质就是系统稳定后，被控参数与给定值间的差值的大小。

偏差愈大则静差愈大，静差愈小静态品质愈好。

当系统受到扰动后或整定在一个新值时需要在较短时间内过渡到稳定，不发生振荡和发散，这便是衡量系统动态特性的指标。

一个好的调节系统应该二个品质都好。

但动静态品质往往是相互矛盾的，要静差小，系统的放大倍数就要大，系统放大倍数愈大则系统愈不稳定，即动态品质不好。

图1-1收敛型1图1-2收敛型2图1-3发散型落图1-4振荡型图1-1至1-4是几种典型的控制曲线，只有图1-1表示动静态品质都好。

一般的调节系统都具有惯性和滞后两种特性/只是大小不同而已。

这两个特性应从控制对象，控制作用这两个方面去理解。

弄懂以上关于调节系统的几个基本概念，对于理解PID控制的原理有很大的帮助。

PID控制器的作用分析及参数整定

PID控制器的作用分析及参数整定PID控制器是一种常用的自动控制器，主要用于闭环控制系统中，通过对系统输出与设定值之间的差异进行反馈调节，从而实现系统输出与设定值的精准控制。

PID控制器的作用是将系统的误差信号转化为输出控制信号，进而对系统进行调整，以使其稳定在设定值附近。

PID控制器的参数整定是指确定PID控制器的比例系数KP、积分系数KI和微分系数KD的过程。

一个合理的PID参数设定可以使系统的控制性能得到最优，包括快速响应、高度稳定和抗干扰能力。

这对于工业系统的稳定运行和提高生产效率至关重要。

在进行PID参数整定时，需要考虑以下几个方面：1.比例系数KP：它是误差信号与控制器输出之间的比例关系，决定了控制器对误差信号的响应速度。

当KP过大时，系统会出现震荡现象；当KP过小时，系统的响应速度会较慢。

通常情况下，可以先从一个较小的值开始，然后逐渐增大，直到系统达到稳定状态为止。

2.积分系数KI：它是误差信号积分值与控制器输出之间的比例关系，用于对系统的稳态误差进行修正。

KI用于消除比例控制产生的稳态误差。

当KI过大时，系统会出现超调现象；当KI过小时，系统的稳态响应速度会较慢。

一般情况下，可以先从一个较小的值开始，然后逐渐增大，直到系统的稳态误差被消除。

3.微分系数KD：它是误差信号变化率与控制器输出之间的比例关系，用于对系统的动态响应进行修正。

KD用于减小由于比例和积分控制引起的过渡过程中的超调。

当KD过大时，系统会对噪声和干扰信号过于敏感，容易产生震荡；当KD过小时，系统对快速变化的干扰信号的抑制能力会较弱。

一般情况下，可以先从一个较小的值开始，然后逐渐增大，直到系统的快速响应能力达到要求。

在进行PID参数整定时，可以采用以下方法：1.经验法：根据经验公式通过试验来获取合适的参数，但其准确度可能较低。

2. Ziegler-Nichols方法：通过试验分析系统的临界响应来确定参数，提供了一种相对准确的参数整定方法。

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参数设置及调节方法

PID参数设置及调节方法方法一:PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉,参考测量值跟踪与设定值曲线,从而调整P\I\D的大小。

PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s,液位L: P=20~80%,T=60~300s,流量L: P=40~100%,T=6~60s。

我在手册上查到的，并已实际的测试过，方便且比较准确应用于传统的PID1。

首先将I，D设置为0，即只用纯比例控制，最好是有曲线图，调整P值在控制范围内成临界振荡状态。

记录下临界振荡的同期Ts2。

将Kp值=纯比例时的P值3。

如果控制精度=1.05%，则设置Ti=0.49Ts ； Td=0.14Ts ；T=0.014 控制精度=1.2%，则设置Ti=0.47Ts ； Td=0.16Ts ；T=0.043控制精度=1.5%，则设置Ti=0.43Ts ； Td=0.20Ts ；T=0.09朋友，你试一下，应该不错，而且调试时间大大缩短我认为问题是，再加长积分时间，再减小放大倍数。

获得的是1000rpm以上的稳定，牺牲的是系统突加给定以后系统调节的快速性，根据兼顾原则，自己掌握调节指标吧。

方法二:1．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，减小积分时间常数Ti。

c.在输出不振荡时，增大微分时间常数Td。

2．一般步骤a.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Ti=0、Td=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。

PID参数整定方法

• 将比例度δ逐渐减小，得到等幅振荡过程，记下临界比例度δk和临界振荡周期Tk值。
• 根据δk和Tk值，采用经验公式，计算出调节器各个参数，即δ、TI、TD的值。
• 按“先P后I最后D”的操作程序将调节器整定参数调到计算值上。若还不够满意，可再作进一步调整。
PID参数的整定方法
临界振荡整定计算公式
双位控制
比例控制
比例(P) 控制
P = KP * e δ=1/KP*100%
1、过程简单快速，比例作用大，可以加快调节，减少误差； 2、比例作用过大，使系统稳定性下降，造成不稳定。 3、有余差存在。
积分(I) 控制
积分调节：消除系统余差，提高无差度。只要有余差存在，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止。
主要内容
自动控制系统的组成；
比例(P)、积分(I)、微分(D)控制；
P、I、D参数的整定方法；
✓ 临界比例度法 ✓ 衰减曲线法 ✓ 经验法
自控系统组成
LIC
自动控制系统的组成框图
比例(P) 控制
比例控制：控制器的输出与输入偏差值成比例关系。系统一旦出现偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。
情况，可选用比例积分控制器。例如流量、管道压力等控制系统往往采用ＰＩ控制器。 3. 当对象滞后较大，如温度、ＰＨ值等控制系统则需引入微分作用。一般在对象滞后较大，负荷变化也较大，控制质量又要求较高时，可选用比例（P）积分（I）微分（D）控制器。
PID参数的整定方法
PID参数整定-----对已定的控制系统求取保证控制过程质量为最好的控制器参数（比例度δ%、积分时间TI、微分时间TD ）
方法在纯比例作用下，由大
到小调整比例度以得到具有衰减比（4：1）的过渡过程，记下此时的比例度δ S及振荡周期TS，根据经验公式，求出相应的积分时间TI和微分时间TD。

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参数调节方法

PID参数调节方法PID控制器是控制工业过程的一种常用控制器，它通过测量系统的偏差、对偏差进行比例、积分和微分处理，实现对系统的控制。

PID控制器的参数调节是一个关键的问题，合适的参数调节可以使系统具有良好的稳定性和快速的响应。

一、参数的选择：1.比例参数Kp：比例参数决定控制器根据偏差大小对输出进行调整的幅度，Kp越大，输出响应越敏感，但可能引起系统的振荡和不稳定。

可以通过试错法或经验法调节Kp的大小，观察系统响应的变化。

2.积分时间Ti：积分时间决定控制器对累积偏差的调整速度，Ti越大，控制器对偏差的积累越慢。

可以通过试错法或经验法调节Ti的大小，观察系统响应的变化。

3.微分时间Td：微分时间决定控制器根据偏差变化率进行调整的幅度，Td越大，控制器对偏差变化率的敏感性越高。

可以通过试错法或经验法调节Td的大小，观察系统响应的变化。

二、经验法调节：1. Ziegler-Nichols方法：该方法通过试错法来调节PID参数。

首先将积分时间Ti和微分时间Td设为零，逐渐增大比例参数Kp，观察输出响应的变化。

当输出开始出现振荡时，记录此时的Kp值，记为Kpu。

然后将Kp调整到一半的值，再测量此时的周期Tu。

根据Tu和Kpu的值，可以得到PID参数的初值。

调整其中一参数时，其他参数保持不变。

2. Tyreus-Luyben方法：该方法也是通过试错法调节PID参数。

首先将比例参数Kp设为零，逐渐增大积分时间Ti，观察输出响应的变化。

当输出开始出现振荡时，记录此时的Ti值，记为Tiu。

然后将Ti调整到一半的值，再测量此时的周期Tu。

根据Tu和Tiu的值，可以得到PID参数的初值。

调整其中一参数时，其他参数保持不变。

三、自整定方法：1. Chien-Hrones-Reswick方法：该方法需要对被控对象进行一次阶跃响应的测试。

根据阶跃响应曲线的形状，可以计算出PID参数的初值。

根据系统的动态特性，选择合适的修正系数进行参数的微调。

PID整定方法与口诀

3.PID参数整定⑴采样周期T符合工程准则。

（2）K p/K i/K d调试：试凑法（先比例，后积分，再微分）；扩充临界比例度法；扩充响应曲线法一个调节系统，在阶跃干扰作用下，出现既不发散也不衰减的等幅震荡过程，此过程成为等幅振荡过程，如下图所示。

此时PID调节器的比例度为临界比例度6 k,被调参数的工作周期为为临界周期Tk。

O —■■值O -Utsu临界比例度法整定PID参数具体操作如下：1、被控系统稳定后，把PID调节器的积分时间放到最大，微分时间放到零（相当于切除了积分和微分作用,只使用比例作用）。

2、通过外界干扰或使PID调节器设定值作一阶跃变化，观察由此而引起的测量值振荡。

3、从大到小逐步把PID调节器的比例度减小，看测量值振荡的变化是发散的还是衰减的，如是衰减的则应把比例度继续减小；如是发散的则应把比例度放大。

4、连续重复2和3步骤,直至测量值按恒定幅度和周期发生振荡,即持续4-5 次等幅振荡为止。

此时的比例度示值就是临界比例度6 k。

5、从振荡波形图来看，来回振荡1次的时间就是临界周期Tk,即从振荡波的第一个波的顶点到第二个波的顶点的时间。

如果有条件用记录仪,就比较好观察了,即可看振荡波幅值,还可看测量值输出曲线的峰-峰距离,把该测量值除以记录纸的走纸速度，就可计算出临界周期Tk如果是DCS控制或使用无纸记录仪，在趋势记录曲线中可直接得出Tk。

临界比例度法PID参数整定经验公式调节规律调节器参数6、将计算所得的调节器参数输入调节器后再次运行调节系统，观察过程变化情况。

多数情况下系统均能稳定运行状态，如果还未达到理想控制状态，进需要对参数微调即可。

衰减曲线法整定调节器参数通常会按照4:1和10:1两种衰减方式进行，两种方法操作步骤相同，但分别适用于不同工况的调节器参数整定。

纯比例度作用下的自动调节系统，在比例度逐渐减小时，出现4:1衰减振荡过程，此时比例度为4：1衰减比例度6s,两个相邻同向波峰之间的距离为4:1衰减操作周期TS，如下图所示4:1衰减曲线法整定PID参数具体操作如下:1、在闭合的控制系统中，将PID调节器变为纯比例作用，比例度放在较大的数值上。

PID调节器的调节过程及其参数的整定方法

摘要锅炉汽包水位是锅炉运行中的一个重要的监控参数，它间接反映了锅炉蒸汽负荷与给水流量之间的平衡关系。

汽包锅炉给水自动控制的任务是使锅炉的给水量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水位在规定的范围内。

由于给水系统的复杂性，现有的火电厂全程给水控制采用传统的PID控制，其精确数学模型难以建立，并且系统具有大滞后、时变性等一系列特点，往往难以满足火电机组复杂工况要求，所以许多大型火电厂对现有的全程给水控制提出了优化方案。

本文首先对控制系统进行时域分析，然后介绍PID调节器的调节过程及其参数的整定方法。

重点分析了锅炉的给水控制系统，针对汽包水位控制对象的动态特性表现为有惯性、无自平衡能力的特点，采用先进的智能控制算法之一的模糊控制对其进行控制，并利用MATLAB分别对常规PID控制和模糊PID 串级控制进行仿真，结果表明采用模糊PID串级控制方法比常规PID控制方法迟延小、超调量小，使得汽包的动态特性得到优化。

关键词：模糊控制；给水控制；PID控制AbstractThe steam drum water level of boil is important monitoring parameter in a boiler movement, it had reflected indirectly the balance relations between the boiler steam load and the discharge of water. In the steam drum boiler for the water automatic control duty to adapt the boiler transpiration rate for the water volume, maintains the steam drum water level in the stipulation scope. As a result of for the water system complexity, the existing thermoelectric power station entire journey for the water control adopt the traditional PID control, its precise mathematical model establishes with difficulty, when the system has the big lag, denatured and so on a series of characteristics, often with difficulty satisfies the thermal power unit complex operating mode request, therefore many large-scale thermoelectric power stations proposed the optimization plan to the existing entire journey for the water control.First this article has analyzed the time domain of control system, then introduces the PID regulator’s adjustment process and the parameter installation method. And has analyzed great emphasis on the boil for the water control system, the steam drum water control object show the inertia, the non-self regulation ability, uses of a fuzzy control to control it, and separately carries on the simulation using MATLAB to the tradition PID control and the fuzzy PID cascade control, With comparing using the fuzzy PID cascade control method obtain result that is delay slightly, over small, enables the steam drum the dynamic characteristic to obtain the optimization.Keywords: Fuzzy control; For the water control; PID control目录引言 (1)第一章控制系统的时域性能分析 (2)1.1 一阶系统的时域响应分析 (2)1.2 二阶系统的时域响应分析 (3)1.3 高阶系统的时域响应分析 (6)第二章PID控制及其调节过程 (9)2.1 比例调节（P调节） (9)2.2 积分调节（I调节） (10)2.3 比例积分调节（PI调节） (11)2.4 比例积分微分调节（PID调节） (13)第三章PID的整定方法 (18)3.1 齐格勒-尼柯尔斯法则 (18)3.2 广义频率法 (20)3.3 工程整定法 (26)第四章锅炉给水控制系统分析 (33)4.1 给水控制的任务 (33)4.2 给水控制对象的动态特性 (33)4.2.1 给水流量扰动下水位的动态特性 (34)4.2.2 蒸汽流量扰动下的水位的动态特性 (35)4.2.3 炉膛热负荷扰动下水位控制对象的动态特性 (36)4.3 给水自动控制系统 (36)4.3.1 单级三冲量给水控制系统 (37)4.3.2 串级三冲量给水控制系统 (41)4.4 给水全程控制系统 (45)4.4.1 全程控制的概念 (45)4.4.2 对给水全程控制系统的要求 (45)4.4.3 单元制锅炉给水全程控制方案 (46)4.5 300MW单元机组给水全程控制系统实例 (48)4.5.1 给水热力系统简介 (48)4.5.2 给水全程控制系统原理 (48)第五章模糊控制理论及系统 (53)5.1 模糊控制理论的发展 (53)5.2 模糊控制系统的原理 (53)5.3 模糊控制器的分类 (55)5.4 模糊控制器的设计 (56)5.4.1 模糊控制器的输入输出变量 (57)5.4.2 模糊控制规则的设计 (57)5.4.3 确立模糊化和非模糊化方法 (58)5.4.4 采样时间的选择 (59)第六章系统仿真 (60)6.1 PID系统仿真 (60)6.2 模糊自适应PID控制系统仿真 (61)6.3 两种控制方法的比较 (64)结论 (65)参考文献 (66)附录 (67)谢辞 (74)引言火电站的热工控制技术水平随着火电机组单机容量的增加和控制仪表的进步而达到崭新的水平。

PID控制器的参数整定(经验总结)

PID控制器的参数整定(1)PID是比例,积分,微分的缩写.比例调节作用：是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。

比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

积分调节作用：是使系统消除稳态误差,提高无差度。

因为有误差,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止,积分调节输出一常值。

积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。

反之Ti大,则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。

积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

微分调节作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。

因此,可以改善系统的动态性能。

在微分时间选择合适情况下,可以减少超调,减少调节时间。

微分作用对噪声干扰有放大作用,因此过强的加微分调节,对系统抗干扰不利。

此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。

微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。

(2) PID具体调节方法①方法一确定控制器参数数字PID控制器控制参数的选择，可按连续-时间PID参数整定方法进行。

在选择数字PID参数之前，首先应该确定控制器结构。

对允许有静差（或稳态误差）的系统，可以适当选择P或PD控制器，使稳态误差在允许的范围内。

对必须消除稳态误差的系统，应选择包含积分控制的PI或PID控制器。

一般来说，PI、PID和P控制器应用较多。

对于有滞后的对象,往往都加入微分控制。

选择参数控制器结构确定后，即可开始选择参数。

参数的选择，要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。

工程上，一般要求整个闭环系统是稳定的，对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪，超调量小；在不同干扰作用下，能保证被控量在给定值；当环境参数发生变化时，整个系统能保持稳定，等等。

PID调节参数及方法

PEPER_ON： BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用 PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE； copyright plc资料网
P_SEL： BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；
LMN_FAC： REAL：PID输出值比例因子；
LMN_OFF： REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）；
I_ITLVAL：REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；
DISV ：REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；
FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。
PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；
2. 一看二调多分析，调节质量不会低 2.PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s, 液位L: P=20~80%,T=60~300s, 流量L: P=40~100%,T=6~60s。
D：PID的调整方法：
一般不用D，除非一些大功率加热控制等惯大的系统；仅使用PI即可，
一般先使I等于0，P从0开始往上加，0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。我记得网络上有许多调整PID的方法，但不记得那么多了，先试试吧。
规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量）

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..此时的比例度和振荡周期就是临界比例度 K 和临界振荡周期TK..3选定控制度..所谓控制度;就是以模拟调节器为基准;将系统的控制效果与模拟调节器的控制效果相比较;其比值即控制度..对于电机快速跟随调节;一般采用PD 控制算法;积分项的加入会导致系统的滞后;使得电机无法做到快速跟随运动..此外电机为一阶惯性环节为111+s T k ..小车的传递函数为s e s T s T K s T k s T k s G s G s G τ-++=++==)1)(1(1*1)()()(21221121 T1和T2为小车两电机的时间常数..。

过程控制系统PID控制器的参数整定

过程控制系统PID控制器的参数整定1. 简介过程控制系统（PCS）是指在工业自动化生产中对于液体、气体、固体等各类物质的生产、输送、储存等全过程中的自动化控制系统。

其中，PID控制器是最常用的控制器之一。

PID控制器可以通过对系统反馈信号进行分析和处理，得到一个校正偏差的控制信号，从而使被控制的物体更加稳定，精确地达到期望目标。

PID控制器的参数整定，是指对PID控制器的比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td进行合理的选择和调节，使得控制器的运行效果更加稳定，更加能够适应物体的变化和噪声的影响。

本文将介绍PID控制器的参数整定方法。

2. PID控制器的参数PID控制器的参数包括比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td。

其中，比例系数Kp决定了响应的灵敏度和速度，积分时间Ti决定了系统的稳定性和动态性能，微分时间Td决定了在处理变化过程中的响应速度。

3. PID控制器参数整定方法在实际应用中，人们常常采用试错法和经验法来进行PID控制器的参数整定。

3.1 试错法试错法是人们最常用的PID控制器参数整定方法。

它的基本步骤如下：1.首先，将Kp设为一个比较小的数值（如0.5），将Ti设为一个比较大的数值（如300），将Td设为一个比较小的数值（如3）。

2.对实际被控对象进行调节，并观察其响应情况。

如果响应太慢，可以增大Kp和Td的值；如果响应过快，可以减小Kp和Td的值；如果存在静态误差，可以增大Ti的值。

3.重复以上步骤，直到系统的响应达到了预期要求。

3.2 经验法PID控制器的参数整定也可以参照经验公式。

根据推导，PID控制器的参数与被控对象实际响应的时间间隔有关系，可以利用以下经验公式进行计算：•持续时间法则–Kp = 0.6 * Kc，Ti = 0.5 * τc，Td = 0.125 * τc（τc为被控系统的持续时间）•Ziegler-Nichols法则–P型控制器：Kp = 0.5 * Kcu，Ti = 无限大，Td = 0。

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控制器参数的自整定

PID控制器参数的自整定PID控制器是一种常用的控制算法，它通过调节控制器的参数来使系统输出达到期望值。

而PID控制器参数的自整定是指根据系统的特性自动地确定PID参数值的过程。

在工业控制领域，PID参数的自整定是一项重要的任务，它能够提高系统的控制性能和适应性。

传统的手动整定PID参数的方法通常是通过试错法，即根据经验不断调整参数值，直到系统达到期望的控制效果。

然而，这种方法往往需要大量的时间和经验，并且容易出现误差较大的情况。

因此，研究人员提出了多种自整定PID参数的方法，下面将介绍几种常用的自整定方法。

1.暴力方法：这种方法通过在一定范围内PID参数的组合，计算每一组参数对应的系统响应，并选择效果最佳的参数组合作为最终的参数值。

虽然这种方法能够得到相对较好的控制效果，但计算量大，速度较慢。

2.递推式自整定方法：这种方法通过分析系统的动态特性，将参数的更新规则表示为递推式，并根据实时的系统响应信息来不断更新参数值。

这种方法能够迅速收敛到较优的参数值，并且能够适应系统参数变化。

3.遗传算法方法：这种方法通过模拟生物进化的过程，在参数空间中最优的PID参数组合。

遗传算法通过选择、交叉和变异等操作来寻找适应度最高的参数组合。

虽然这种方法计算量大，但能够得到较好的参数值。

以上只是几种常见的自整定方法，在实际应用中，还有很多其他的自整定方法。

自整定PID参数是一个复杂的问题，需要根据具体的系统特性和控制要求选择适合的方法。

一般情况下，自整定PID参数的目标是使系统具有良好的稳定性、快速的响应时间和良好的鲁棒性。

在实际应用中，可以根据系统的实际情况选择合适的自整定方法，并通过实验和经验来不断调整参数值，以达到最佳的控制效果。

PID参数调节原理和整定方法

实时曲线观察窗口
CS3000系统PID参数整定方法

无扰动切换பைடு நூலகம்

勿扰动切换：控制回路手动（MAN）到自动（AUT）状态切换时，保证设定值(SV)与测量值（PV）保持一致或相当。 PID控制只有在控制回路处于AUT状态，也就是负反馈回路时才有用。
CS3000系统PID参数整定方法

改变模式
手动
自动
串级
CS3000 调整窗口
进行PID参数调节时，建议按下保留按钮，以方便在切换画面后观察保留的趋势，PID参数调整完后必须取消。要进行PID参数调节，首先必须要有权限。显示“=”表示可以进行参数修改，显示“：”表示不能对参数进行修改。默认值班长有权限修改。
比例带表；值越大，作用越小，范围0-1000 % 积分时间；值越大，作用越小，范围0.1-10000s 微分时间；值越大，作用越大，范围0-10000s
CS3000系统常用PID参数
P （%） 20~60 30~70 20~80 40~100 I D (s) (s) 180~600 3~180 24~180 60~300 6~60
温度压力液位流量
IA 系统PID参数整定
要进行PID参数调节，首先必须要有权限，默认情况下值班长有权限修改。
CS3000系统PID参数整定方法

串级回路PID参数调整

因为串级调节系统一般应用于容量滞后较大的场合，必须加微分，所以主调一般取PID，而副调一般取P就可以了。但是副参数是流量，压力时，可加一定的I作用，这里也不是为了消除余差，只是流量，压力付对象时间常数太小，导致副调节器的P不能太小，调节作用弱，加上积分是为了使副参数偏离给定值太远。