I控制器参数整定经验总结
PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定PID控制器是一种常用的闭环控制器，可以根据系统的输入和输出之间的误差来调整控制器的参数，从而实现对系统的稳定控制。
PID控制器的参数整定是指确定控制器的比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td的过程。
下面将详细介绍PID控制器的参数整定方法和相关的考虑因素。
一、参数整定方法：1.经验整定法：根据经验将控制器的参数进行初步设定。
经验整定法通常通过试验或先验知识来确定参数，根据具体的应用场景不断调整，以达到较好的控制效果。
该方法常用与简单的控制系统或者无法获得系统数学模型的情况下。
2. Ziegler-Nichols整定法：Ziegler-Nichols整定法是一种基于试验的整定方法。
该方法首先暂时关闭积分和微分控制，只调整比例控制系数Kp，使系统达到临界稳定状态。
然后测量临界增益Ku和临界周期Pu，根据不同类型的控制系统（比例型、积分型和微分型），采用不同的参数整定公式确定Kp、Ti和Td的初始值，再根据系统的实际响应实时调整。
3. Ziegler-Nichols改进整定法（Chien-Hrones-Reswich法）：该方法是对Ziegler-Nichols整定法的改进，可以更精确地测定控制器参数。
该方法同样通过测量系统的临界增益Ku和临界周期Pu，但是对参数的计算公式进行了修正，提高了参数整定的准确性。
4. 极点配置法（Pole Placement）：极点配置法是一种基于系统数学模型的整定方法。
通过分析系统的传递函数，确定控制器的极点位置，从而使系统的闭环响应满足所需的性能指标。
该方法需要对系统的数学模型有较详细的了解，适用于相对复杂的控制系统。
5.自整定法：自整定法是一种自动寻优的整定方法，常用于智能控制器中。
该方法通过观察系统的动态性能，通过迭代寻找最优的参数组合。
自整定法通常采用优化算法（如遗传算法、粒子群算法等）来最优参数，在一定的性能和收敛速度之间进行权衡。
二、参数整定的考虑因素：1.系统的稳定性：控制器的参数整定应确保系统的闭环响应稳定。
控制器参数的工程整定方法
控制器参数的工程整定方法1. 控制器参数整定的概述控制器参数的工程整定方法是指在控制系统中，根据系统的性质和要求，对控制器的参数进行调整和优化的过程。
控制器参数的合理整定可以使系统快速响应、稳定运行，并能够在各种工况下保持良好的控制性能。
2. 控制器参数整定的基本原则在对控制器参数进行整定时，需要遵循以下基本原则：2.1 根据系统性质选择合适的控制器类型不同的系统性质适合不同类型的控制器。
常见的控制器类型包括比例(P)控制器、积分(I)控制器和微分(D)控制器，以及它们的组合PID控制器。
根据系统的特性选择合适的控制器类型是整定参数的前提。
2.2 优先保证系统的稳定性控制器参数的整定首要目标是使系统保持稳定运行。
在整定过程中，应当设置适当的控制增益、积分时间和微分时间，使得系统的闭环响应稳定，不出现振荡和不稳定的情况。
2.3 平衡系统的快速响应和抗干扰能力控制器参数的整定需要权衡系统的快速响应和抗干扰能力。
通常情况下，较大的控制增益可以使系统更快地响应，但也容易引起系统振荡；较小的控制增益可以减小振荡的幅度，但也导致系统响应速度变慢。
2.4 考虑系统的鲁棒性控制器参数整定还需要考虑系统的鲁棒性。
系统在面对参数变化、模型误差和外部干扰时能否保持良好的控制性能。
对于具有较大不确定性的系统，需要采取相对较保守的参数整定策略，以提高系统的鲁棒性。
3. 控制器参数整定的方法3.1 经验整定法经验整定法是基于经验和实践得出的一种参数整定方法。
根据不同的系统性质和要求，经验整定法提供了一些启发式的规则和经验公式，可帮助工程师快速获得合适的控制器参数。
经验整定法的优点是简单易用，但适用于特定场景下。
3.2 频域分析法频域分析法是通过对系统进行频率特性分析，采用Bode图等方法来辨识系统模型，进而进行控制器参数整定的方法。
该方法通常需要求取系统的开环传递函数，并通过频率响应曲线分析系统的稳定性、幅频特性和相频特性，进而确定控制器参数。
控制系统校正与整定
控制系统校正与整定控制系统校正与整定是指对已建立的控制系统进行参数调整和优化，以实现系统的稳定性、精度和性能要求。
它是控制系统工程中非常重要的一环，对于保证系统的正常运行和性能提升具有决定性的影响。
一、校正和整定的定义在控制系统中，校正和整定是指调整参数以满足设计要求和性能指标的过程。
校正是针对系统的输出信号与期望信号之间的差异进行调整，以减小误差。
整定则是通过调整控制器的参数，使系统的输出与期望信号更加接近。
二、校正与整定的重要性1. 改善系统的稳定性：校正与整定可以消除系统中的各种误差和不稳定因素，提高系统的稳定性和抗干扰能力，确保系统能够按照预期运行。
2. 提高系统的精度：校正与整定可以通过调整系统参数，提高系统响应速度和精度，降低系统的超调和震荡。
3. 优化系统的性能：校正与整定可以针对不同的反馈、前馈和控制结构，实现系统的最佳性能。
通过优化系统参数，可以使系统的性能指标达到最优。
4. 降低维护成本：经过校正和整定的控制系统，稳定性和精度都得到了提高，从而降低了系统故障的概率，减少了维护成本和人工调试的时间。
三、校正与整定方法1. PID校正方法：PID控制器是常用的控制器类型，其参数校正方法主要包括手动整定、经验整定和自整定等。
- 手动整定：根据系统的动态特性和响应曲线，通过试错法调整P、I和D三个参数，使系统的性能达到最佳。
- 经验整定：根据已有的经验规则和公式，根据系统的性能指标选择合适的参数组合，进行校正。
- 自整定：利用自适应控制算法和模型辨识技术，实时依据系统的响应曲线和误差进行参数调整。
2. 频率响应方法：该方法是基于频率特性的校正方法，通过对系统的幅频和相频特性进行分析和评估，进行校正和整定。
- Bode图法：通过绘制系统的振幅-频率和相位-频率曲线来评估系统的性能，并进行校正和优化。
- 极点配置法：通过对系统的闭环极点位置进行分析和设计，调整相应的参数以优化系统性能。
3. 系统辨识方法：该方法通过对系统的输入输出数据进行分析、建模和参数识别，实现对系统的校正和整定。
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整定技巧
pid整定技巧
PID控制器参数整定是控制系统设计的核心内容，可以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等参数。
以下是几种常见的PID整定技巧：
1. 经验法：
经验法是最常用的PID整定方法之一，其原理是根据经验公式来调整PID控制器的参数。
经验法调参简单易行，但需要一定的实验操作经验，而且不适用于复杂的过程。
2. Ziegler-Nichols方法：
Ziegler-Nichols方法也称为临界感性法，是使用频率最高的PID整定方法之一。
该方法通过不断试验得到系统的暂态响应曲线，并在此基础上计算出PID参数。
3. Cohen-Coon方法：
Cohen-Coon方法也是一种较为简单和实用的PID参数整定方法，它基于系统的初次响应曲线来确定PID参数。
4. 频率响应法：
频率响应法是一种应用数学分析的PID整定方法，在频域内分析控制系统的稳定性和性能，并根据分析结果来调整PID参数。
以上是常用的PID整定技巧，不同的方法适用于不同的场合。
企业可以根据具体情况选择合适的PID整定方法，进行PID控制器参数的优化。
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。
控制器的参数整定
简单控制系统的参数整定:（摘自化学工业出版社《过程控制技术》）表7-1 控制规律选择参考表：表7-2 控制器参数的大致范围：当控制系统已经构成“负反馈”，并且控制器的控制规律也已经正确选定，那么控制系统的品质主要决定于控制器参数的整定值。
即如何确定最合适的比例度δ、积分时间Ti和微分时间Td。
控制器参数的整定方法很多，现介绍几种工程上常用的方法。
1．经验试凑法这是一种在实践中很常用的方法。
具体做法是：在闭环控制系统中，根据被控对象情况，先将控制器参数设在一个常见的范围内，如表7-2所示。
然后施加一定的干扰，以δ、Ti、Td对过程的影响为指导，对δ、Ti、Td逐个整定，直到满意为止，凑试的顺序有两种。
（1）先凑试比例度，直到取得两个完整的波形的过渡过程为止。
然后，把δ稍放大10％到20％，再把积分时间Ti由大到小不断凑试，直到取得满意波形为止。
最后再加微分，进一步提高质量。
在整定中，若观察到曲线振荡频繁，应当加大比例度（目的是减小比例作用）以减小振荡；曲线最大偏差大且趋于非周期时，说明比例控制作用小了，应当加强，即应减小比例度；当曲线偏离设定值，长时间不回复，应减小积分时间；如果曲线总是波动，说明振荡严重，应当加长积分时间以减弱积分作用；如果曲线振荡的频率快，很可能是微分作用强了，应当减小微分时间；如果曲线波动大而且衰减慢，说明微分作用小了，未能抑制住波动，应加长微分时间。
总之，一面看曲线，一面分析和调整，直到满意为止。
（2）是从表7-2中取Ti的某个值。
如果需要微分，则取Td=（1/3～1/4）Ti。
然后对δ进行凑试，也能较快达到要求。
实践证明，在一定范围内适当组合δ与Ti的数值，可以获得相同的衰减比曲线。
也就是说，δ的减小可用增加Ti的办法来补偿，而基本上不影响控制过程的质量。
所以，先确定Ti、Td再确定δ也是可以的。
2．衰减曲线法衰减曲线法比较简单，可分两种方法。
（1）4：1衰减曲线法当系统稳定时，在纯比例作用下，用改变设定值的办法加入阶跃扰动，观察记录曲线的衰减比。
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知识点大全附参数整定口诀一份足够啦(2024)
• 故障排查方法：针对可能出现的故障现象，如超调、振荡、失控等，分析原因并采取相应的排查措施，如检查 硬件连接、调整参数设置、优化控制算法等。
2024/1/27
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经验试凑法
根据经验，先确定一组PID参数，将其置入控制器中。
观察系统的响应曲线，根据曲线的形状和性能指标，逐步调整PID参数，直到满足要求为止。
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参数整定口诀
曲线振荡很频繁，比例度 盘要放大。
先是比例后积分，最后再 把微分加。
参数整定找最佳，从小到 大顺序查。
，如电液伺服阀。
去各个时刻的状态有关
，计算时要对e(k)进行
累加，运算工作量大；
而且因为计算机输出的 u(k)对应的是执行机构 的实际位置，如果计算 机出现故障，u(k)的大 幅度变化会引起执行机 构位置的大幅度变化， 这种情况在某些场合是 不允许的。
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增量式PID控制算法
增量式PID是指数字控制器的输出只 是控制量的增量Δu(k)；
记录下临界比例度δk和临界振荡周期 Tk，根据经验公式计算出PID控制器 的参数。
12
衰减曲线法
在闭环控制系统中，将比例度从大到 小逐渐减小，直到系统出现4:1或 10:1的衰减振荡，此时的比例度称为 衰减比例度，振荡周期称为衰减振荡 周期。
VS
记录下衰减比例度和衰减振荡周期， 根据经验公式计算出PID控制器的参 数。
恒温箱温度控制
利用PID控制算法，根据箱内温度与设定值的偏差，自动调节加热 或制冷装置的功率，保持恒温箱内温度稳定。
PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定首先，我们介绍一下PID控制器的三个参数：1.比例增益（Kp）：反映了控制器的敏感程度，用来调整输出信号与偏差之间的比例关系。
当Kp值较大时，控制器对偏差的响应更灵敏，但可能会引起震荡或不稳定的情况。
因此，一般需要根据被控对象的特性来合理设置Kp值。
2.积分时间（Ti）：反映了积分作用在多长时间内达到预期效果的时间长度。
Ti的取值决定了控制器对于持续误差的补偿能力。
当Ti值较大时，控制器具有更好的稳定性能，但可能会延长系统的响应时间。
根据经验，Ti的合理取值范围为3~10倍的系统响应时间。
3.微分时间（Td）：反映了微分作用在多长时间内达到预期效果的时间长度。
Td的取值决定了控制器对于系统快速变化的响应能力。
当Td值较大时，控制器对系统快速变化的抑制能力更强，但可能会引起系统的超调现象。
根据经验，Td的合理取值范围为Td=0.1~0.8倍的系统时间常数。
那么如何进行PID控制器的参数整定呢？下面是一些经验总结：1.初始参数：首先，我们可以根据被控对象的特性设置一组初始的PID参数。
通常可以先将比例增益（Kp）设置为较小的值，积分时间（Ti）设置为一个相对较大的值，微分时间（Td）设置为0，然后进行试验和调整。
2.步进法：通过修改PID参数的值，可以观察系统的响应情况来判断最佳参数。
可以根据步进法的原理逐步调整参数，例如先固定住积分时间和微分时间，调整比例增益，观察系统响应的性能指标（如超调量、稳态误差和响应时间）的变化，找到一个较好的比例增益值。
然后再通过调整积分时间和微分时间进一步提高控制器的性能。
3. 经验公式：除了通过试验和调整来整定PID参数外，还可以借助一些经验公式来大致确定参数。
例如，Ziegler-Nichols方法是一种经典的方法，它根据被控对象的临界比例增益（Ku）和临界周期（Tu）来计算合适的参数。
通常，比例增益（Kp）可以设置为临界比例增益的一半，积分时间（Ti）可以设置为临界周期的0.5倍，微分时间（Td）可以设置为临界周期的0.125倍。
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1.基于经验法：通过经验法简单快速地调整PID控制器的参数。
这种方法适用于一些简单的控制系统，但不适用于复杂的或非线性系统。
其中包括以下三种方法：-手动调节法：根据系统的实际情况，通过人工调节参数来达到系统的期望控制效果。
通常是先调节比例参数，再逐步调节积分和微分参数，直到系统响应稳定且无超调。
- Ziegler-Nichols法：该方法通过系统的阶跃响应曲线来确定参数。
首先，关闭积分和微分控制，只保留比例控制。
然后，逐步提高比例增益，直到系统发生持续的振荡。
根据系统的振荡周期和幅值，可以计算出适合的参数。
最后，再根据经验公式计算出最终的参数。
- Cohen-Coon法：该方法同样通过系统的阶跃响应曲线来确定参数。
首先，关闭积分和微分控制，只保留比例控制。
然后，根据系统的响应曲线，计算出滞后时间和时间常数。
再根据经验公式计算出最终的参数。
2.基于频率响应法：频率响应法通过分析系统的幅频特性和相频特性，确定PID控制器的参数。
其中包括以下两种方法：- 波特曼法：该方法通过对系统的开环频率响应曲线进行测量和分析，从而得到PID控制器的参数。
首先，绘制系统的Bode图，并测量得到相角裕度和增益裕度。
然后，根据经验公式计算出最终的参数。
-相位余量补偿法：该方法通过补偿系统的幅频特性和相频特性来确定PID控制器的参数。
首先，根据系统的开环传递函数，计算出稳定裕度。
然后，根据经验公式计算出最终的参数。
3.基于优化算法：优化算法通过数学求解或计算机迭代的方式，自动调节PID控制器的参数。
其中包括以下两种方法：-正交设计法：该方法通过正交试验设计的方法，选取一组试验点来进行系统响应的测量。
然后，根据系统的响应数据，使用数学模型或优化算法来计算出最优的参数组合。
-遗传算法：该方法通过模拟生物进化的过程，使用基因编码和自然选择的原理来进行参数调节。
首先，随机生成一组初始参数，并计算出适应度函数。
PID常用口诀总结
电子知识PID(169)1.PID常用口诀: 参数整定找最佳，从小到大顺序查，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。
3.PID控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。
PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
PID 控制，实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
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)。
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)。
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。
控制器参数整定的方法
控制器参数整定的方法控制器参数整定是指在控制系统中，通过调整控制器的参数使得系统具备所要求的稳定性、快速性、准确性等特性。
准确地整定控制器参数可以使得控制系统的动态性能最优化，从而提高系统的控制质量和稳定性。
通常来说，控制器参数整定可以从以下几个方面进行考虑：1. 稳定性要求：首先，需要确定系统的稳定性要求，即确定系统的闭环动态特性。
对于稳定性要求较高的系统，应该选择较小的控制器增益和较小的积分时间常数。
而对于容忍一定超调量和调整时间的系统，则可以调整控制器的参数，使得系统的动态特性更快速。
2. 模型准确性：控制器参数整定还要考虑系统的数学模型准确性。
如果系统的数学模型较精确，可以使用基于数学模型的整定方法，例如Ziegler-Nichols方法、极点配置法等。
但是实际系统的数学模型通常是未知的或者存在误差的，因此也可以采用试验法、经验法等基于试验数据的整定方法。
3. 考虑系统的性能指标：根据系统的实际需求，考虑系统的性能指标。
比如对于控制系统来说，通常会考虑超调量、调整时间、稳态误差等指标。
根据不同的性能指标，可以选取不同的参数整定方法。
例如，要求更快速的系统可以增大控制器的增益，降低积分和微分时间常数，来提高系统的响应速度。
4. 频域方法：频域方法是一种通过系统的频率响应来进行参数整定的方法。
这种方法主要基于控制系统的频率特性和频域响应，通过分析系统的相位裕度、增益裕度等性能指标，从而选取合适的控制器参数。
常用的频域方法有根轨迹法、小辛普森法等。
5. 自适应控制：自适应控制是一种能够根据系统实时变化状况调整参数的控制方法。
这种方法能够根据系统的反馈信号和预设目标信号之间的误差来调整控制器的参数，使得系统能够自动适应系统的变化。
自适应控制可以实现参数的在线整定，适用于系统的工作状态发生较大变化的情况。
总结起来，控制器参数整定应综合考虑稳定性要求、模型准确性、系统的性能指标等因素，选择合适的整定方法。
PID参数整定经验要点
PID参数整定经验要点1.确定初步参数：在进行PID参数整定之前，需要明确控制系统的特性和要求，包括控制目标、可调节的输出变量、控制对象的特性等。
初步参数的确定可以通过现场实际测试，或者根据控制对象的特性和经验进行估计。
2.利用经验公式进行初步整定：常见的经验公式有调整系数法、积分曲线法等。
调整系数法是在实践经验的基础上，通过调整不同参数的权重系数来获得理想的控制效果；积分曲线法是利用被控对象的积分过程曲线，来判断和调整PID参数。
通过经验公式进行初步整定可以加快整定速度，但是也可能会存在误差和不完善的情况。
3.观察系统响应曲线：调整PID参数后，需要观察系统的响应曲线来评估参数的合理性。
常用的观察方法有阶跃响应法、跟踪曲线法等。
阶跃响应法是将输入变量从稳定状态突变为阶跃信号，观察输出变量的响应情况；跟踪曲线法是将输入变量设置为一定的连续信号，观察输出变量的跟踪性能。
通过观察系统响应曲线可以判断PID参数的合理与否，以及是否需要进一步调整。
4.采用试错法进行优化：根据观察到的系统响应曲线，可以采用试错法进行PID参数的调整和优化。
试错法包括修改PID参数，观察系统响应，再次进行参数调整的循环过程。
常见的试错法有曲线逼近法、脉冲响应法等。
通过多次试错和调整，逐步优化PID参数，使得系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力达到最佳状态。
5.特殊情况的参数整定：在特殊情况下，如存在饱和、死区等非线性因素时，需要进行特殊的参数整定。
饱和情况下的参数整定可采用反饱和控制策略，对PID参数进行适当的补偿；死区影响下的参数整定可通过增加积分作用域等方式来解决。
在特殊情况下的参数整定，需要结合特殊因素和实际情况进行。
6.自适应参数整定方法：自适应参数整定方法是一种在线调整PID参数的方法。
根据控制对象的反馈信号和错误信号，通过设计合适的算法来调整PID参数。
自适应参数整定方法可以实时监测系统的变化，对参数进行动态调整，适应不同工况下的控制要求。
PID常用口诀总结
电子知识PID(169)1.PID常用口诀: 参数整定找最佳，从小到大顺序查，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。
3.PID控制的原理和特点在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。
PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
PID 控制，实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
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)。
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)。
控制系统参数整定
控制系统参数整定控制系统参数整定是指确定系统控制器中所包含的参数的值，以使系统能够稳定地运行并满足设计要求。
合理的参数整定可以有效地提高系统的稳定性、响应速度和控制精度。
本文将介绍控制系统参数整定的基本原理和常用方法。
一、控制系统参数整定的重要性控制系统参数整定对于系统的稳定性和性能具有重要影响。
不正确的参数整定会导致系统运行时出现振荡、超调、稳态误差等问题，甚至导致系统崩溃。
正确地整定系统参数可以提高系统的稳定性、响应速度和控制精度，从而使系统能够更好地满足设计要求。
二、控制系统参数整定的基本原理控制系统参数整定的基本原理是通过调整控制器中的参数，使系统的闭环动态响应满足设计要求。
一般来说，参数整定的目标是使系统的响应速度快、稳定性好、超调小和稳态误差小。
基于这些要求，常用的参数整定方法包括试验法、经验法和优化理论方法。
三、常用的控制系统参数整定方法1. 试验法试验法是一种常用的控制系统参数整定方法，它通过对系统进行实际试验来确定参数值。
试验法通常有步跃响应法、频率响应法和根轨迹法等。
步跃响应法通过施加一个单位阶跃输入来观察系统的响应，根据响应曲线的形状和特征来调整参数值。
频率响应法则通过对系统施加正弦信号来观察频率响应曲线，根据曲线特征来确定参数值。
根轨迹法则通过绘制系统的根轨迹来分析系统的稳定性和响应特性，进而确定参数值。
2. 经验法经验法是基于经验总结的参数整定方法，其优点是操作简单，但适用范围相对有限。
常见的经验法包括Ziegler-Nichols方法、Chien-Hrones-Reswick 方法和Lambda方法等。
这些经验法根据系统的类型和结构给出了一些经验公式和规则来确定参数值。
3. 优化理论方法优化理论方法是一种基于数学优化理论的参数整定方法，通过求解数学优化问题来确定最优的参数值。
常用的优化理论方法包括PID控制器参数整定的线性二次优化和遗传算法等。
优化方法的优点是能够得到更优的参数解，但需要借助计算机来进行求解。
自动化控制系统中的PID控制器调参技巧
自动化控制系统中的PID控制器调参技巧自动化控制系统中的PID控制器是一种常用的控制器，它通过对输入信号的比例、积分和微分进行调节来实现对系统的稳定控制。
PID控制器的参数调节是优化控制系统性能的关键环节，合理的参数设置可以提高系统的响应速度、稳定性和抗干扰能力。
本文将介绍几种常用的PID控制器调参技巧，帮助读者在实际应用中提升自动化控制系统的性能。
1. 手工试-错法调参法手工试-错法是一种经验调参方法，通过不断调整PID控制器的参数，并观察系统的响应来找到合适的参数。
首先，将比例参数Kp设为一个较小的值，然后逐渐增大，观察系统的响应是否变快或变慢。
接着，通过逐渐增大或减小积分参数Ki和微分参数Kd，观察系统的稳定性和抗干扰能力是否得到改善。
这种方法简单易行，但需要反复试错，对系统运行的理解程度要求较高。
2. Ziegler-Nichols方法Ziegler-Nichols方法是一种基于频率响应的PID控制器参数整定方法。
它通过对系统的开环频率响应进行测试，确定相应的PID参数。
此方法首先将积分和微分参数设为0，然后逐渐递增比例参数Kp，直到系统的输出开始出现稳定且连续的振荡。
测量振荡周期Tp，然后利用经验公式计算出比例参数Kp和积分时间Ti以及微分时间Td的值。
这种方法适用于一些常见的过程控制系统，但需要系统能够进行外部输入和输出。
3. 先进自整定方法先进自整定方法是一种基于系统响应的自适应控制技术，它通过模型辨识和参数整定算法来实现PID控制器的自动调参。
这种方法根据系统的动态特性和控制要求，利用数学模型和信号处理算法来进行辨识和参数整定。
通过对输入信号和输出信号之间的关系进行分析，得到相应的PID参数。
先进自整定方法的优势在于可以在线实施，实时调整PID参数，适应系统的变化。
4. 虚拟/仿真调参方法虚拟/仿真调参方法是一种通过在计算机上进行仿真实验来调整PID控制器参数的方法。
在进行实际工艺控制前，可以使用虚拟/仿真模型建立系统的数学模型，并在计算机上进行参数设定和控制系统的仿真模拟。
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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。
这些要求，对控制系统自身性能来说，有些是矛盾的。
我们必须满足主要的方面的要求，兼顾其他方面，适当地折衷处理。
PID控制器的参数整定，可以不依赖于受控对象的数学模型。
工程上，PID控制器的参数常常是通过实验来确定，通过试凑，或者通过实验经验公式来确定。
常用的方法，采样周期选择，实验凑试法实验凑试法是通过闭环运行或模拟，观察系统的响应曲线，然后根据各参数对系统的影响，反复凑试参数，直至出现满意的响应，从而确定PID控制参数。
整定步骤实验凑试法的整定步骤为"先比例，再积分，最后微分"。
（1）整定比例控制将比例控制作用由小变到大，观察各次响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。
（2）整定积分环节若在比例控制下稳态误差不能满足要求，需加入积分控制。
先将步骤（1）中选择的比例系数减小为原来的50～80％，再将积分时间置一个较大值，观测响应曲线。
然后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到较满意的响应，确定比例和积分的参数。
（3）整定微分环节若经过步骤（2），PI控制只能消除稳态误差，而动态过程不能令人满意，则应加入微分控制，构成PID控制。
先置微分时间TD=0，逐渐加大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，反复试凑至获得满意的控制效果和PID控制参数。
实验经验法扩充临界比例度法实验经验法调整PID参数的方法中较常用的是扩充临界比例度法,其最大的优点是，参数的整定不依赖受控对象的数学模型，直接在现场整定、简单易行。
扩充比例度法适用于有自平衡特性的受控对象，是对连续-时间PID控制器参数整定的临界比例度法的扩充。
整定步骤扩充比例度法整定数字PID控制器参数的步骤是：（1）预选择一个足够短的采样周期TS。
一般说TS应小于受控对象纯延迟时间的十分之一。
（2）用选定的TS使系统工作。
这时去掉积分作用和微分作用，将控制选择为纯比例控制器，构成闭环运行。
逐渐减小比例度，即加大比例放大系数KP，直至系统对输入的阶跃信号的响应出现临界振荡（稳定边缘），将这时的比例放大系数记为Kr,临界振荡周期记为Tr。
（3）选择控制度。
控制度，就是以连续-时间PID控制器为基准，将数字PID控制效果与之相比较。
通常采用误差平方积分作为控制效果的评价函数。
定义控制度采样周期TS的长短会影响采样-数据控制系统的品质，同样是最佳整定，采样-数据控制系统的控制品质要低于连续-时间控制系统。
因而，控制度总是大于1的，而且控制度越大，相应的采样-数据控制系统的品质越差。
控制度的选择要从所设计的系统的控制品质要求出发。
（4）查表确定参数。
根据所选择的控制度，查表3一2，得出数字PID中相应的参数TS,KP,TI和TD。
（5）运行与修正。
将求得的各参数值加入PID控制器,闭环运行,观察控制效果,并作适当的调整以获得比较满意的效果。
②方法二2.3 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 u1.2PIPID0.05T u0.43T u0.49S u0.47S u0.91T u0.47T u/0.16T u1.5PIPID0.14T u0.09T u0.42S u0.34S u0.99T u0.43T u/0.20Tu2.0PIPID0.22T 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。
断开微机调节器，使系统手动工作，当系统在给定值处处于平衡后，给一阶跃输入。
用仪表记录被调参数在此阶跃作用下的变化过程曲线。
如图2-12所示。
图2-12 阶跃信号下的曲线动画讲解图片说明在曲线最大斜率处做切线，求得滞后时间t，对象时间常数τ以及它们的比值τ/t。
根据所求得的τ，t 和τ/t值，查表2-2求得值K p，T i，T d。
表2-2 扩充响应曲线法整定参数表控制度控制规律参数T K p T i T d1.05PIPID0.1t0.05t0.84τ/t1.15τ/t0.34t2.0t/0.45t1.2PIPID0.2t0.15t0.78τ/t1.0τ/t3.6t1.9t/0.55t1.5PIPID0.50t0.34t0.68τ/t0.85τ/t3.9t1.62t/0.65t2.0PIPID0.8t0.6t0.57τ/t0.6τ/t4.2t1.5t/t2.3.2 经验法在实际工作过程中，由于被调对象的动态特性不是很容易确定，即使确定了，不仅计算困难，工作量大，往往其结果与实际相差较大，甚至事倍功半。
因此，在实际生产过程中采用的是经验法。
即根据各调节作用的规律，经过闭环试验，反复凑试，找出最佳调节参数。
微机调速器参数最终要在现场试验好后，才能选出最优参数。
厂家有规定的参考值，有一个范围，是理论计算出来的。
因此要选择出最优参数，就必须在生产现场进行试验做记录曲线后方能得到。
2.3.3 凑试法确定PID调节参数凑试法是通过模拟（或闭环）运行观察系统的响应（例如，阶跃响应）曲线，然后根据各调节参数对系统响应的大致影响，反复凑试参数，以达到满意的响应，从而确定PID的调节参数。
增大比例系数K p 一般将加快系统的响应，这有利于减小静差。
但过大的比例系数会使系统有较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。
增大式（2-2）中的T d有利于加快系统响应，使超调量减小，稳定性增加，但对于干扰信号的抑制能力将减弱。
在凑试时，可参考以上参数分析控制过程的影响趋势，对参数进行先比例，后积分，（3）总结PID 控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：再微分的整定步骤。
其具体步骤如下：首先整定比例部分。
将比例系数由小调大，并观察相应的系统响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。
如果系统没有静差或静差小到允许的范围之内，并且响应曲线已属满意，那么只需要用比例调节器即可，最优比例系数可由此确定。
当仅调节比例调节器参数，系统的静差还达不到设计要求时，则需加入积分环节。
整定时，首先置积分常数T i 为一个较大值，经第一步整定得到的比例系数会略为缩小（如减小20%），然后减小积分常数，使系统在保持良好动态性能的情况下，静差得到消除。
在此过程中，可根据响应曲线的好坏反复修改比例系数和积分常数，直至得到满意的效果和相应的参数。
若使用比例积分器，能消除静差，但动态过程经反复调整后仍达不到要求，这时可加入微分环节。
在整定时，先置微分常数T d 为零，在第二步整定的基础上，增大T d ，同时相应地改变K p 和T i ，逐步凑试，以获得满意的调节效果和参数。
应该指出，在整定中参数的选定不是惟一的。
事实上，比例、积分和微分三部分作用是相互影响的。
从应用角度来看，只要被控制过程的主要性能指标达到设计要求，那么比例、积分和微分参数也就确定了。
表2-3给出了一些常见的调节器参数选择范围。
表2-3 常见被调量PID 参数经验选择范围被调量特 点参 数K pT i / min T d / min 流量时间常数小，并有噪声，故K p 比较小，T i 较小，不用微分1～2.50.1～1温度 对象有较大滞后，常用微分 1.6～5 3～10 0.5～3压力 对象的滞后不大，不用微分 1.4～3.5 0.4～3液位 允许有静差时，不用积分和微分 1.25～5一是理论计算整定法。