6.2.1第六章PID反馈控制器设计
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本讲基本要求
掌握PID控制律的意义及与控制性能的 关系
了解PID控制律的选取原则 掌握单回路PID控制器的参数整定方法 了解“防积分饱和”与“无扰动切换” 了解PID参数的有充分理解的三方面 的原因
导致PID控制算法至今仍得到成功应用的原 因是其具有许多优良特征
用主要适合于容量滞后较大的广义对象，如温 度、成份等。
微分作用对控制性能的影响
实际的比例积分微分控制器
Gc
(s)
Kc
1
1 Ti s
Td s 1 AdTd s 1
其中Ad 为微分增益
SimuLink 结构:
工业PID控制器的选择
被控参数 控制器 备注 温度/成分 PID *1 流量/压力 PI 液位/料位 P
好是u−u0与e成比例的偏差范围，
，因此比例度δ又常称为比例带PB
比例控制器
u(t) Kce(t) u0
1 100%
Kc
比例控制
图6-1a所示为理想比例控制器的输出特性, 它对于控制器的输出没有物理限制
实际的控制器是具有物理限制的,当输出达
到上限umax或下限umin,控制阀就饱和了,如
控制器参数整定的方法很多，主要有两大类， 一类是理论计算的方法，另一类是工程整定法。
理论计算的方法是根据已知的各环节特性及控 制质量的要求，通过理论计算出控制器的最佳参数。 这种方法由于比较繁琐、工作量大，计算结果有时 与实际情况不甚符合，故在工程实践中长期没有得 到推广和应用。
工程整定法是在已经投运的实际控制系统中， 通过试验或探索，来确定控制器的最佳参数。这种 方法是工艺技术人员在现场经常使用的。
对象的近似模型：
y(s) K e s u(s) Ts 1
K y1 y0 ymax ymin
u1 u0 umax umin
T 1.5 t t 0.632 0.283
t0.632 T T0
Ziegler-Nichols参数整定法
特点：适合于存在明显纯滞后的自衡对象，而且广义 对象的阶跃响应曲线可用“一阶+纯滞后”来近似。
4、设等幅振荡的振荡周期为Pu、产生等幅振荡的 控制器增益为Kcmax 。
控制器参数的工程整定方法
在控制系统设计或安装完毕后，被控对象、 测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定 了，不能任意改变。只能通过控制器参数的工程 整定，来调整控制系统的稳定性和控制质量。
控制器参数的整定，就是按照已定的控制方 案，求取使控制质量最好的控制器参数值。具体 来说，就是确定最合适的控制器比例度P、积分时 间TI，和微分时间TD。
（1）在手动状态下，改变控制器输出（通常采用阶跃 变化），记录被控变量的响应曲线；
（2）根据单位阶跃响应曲线求取“广义对象”的近似 模型与模型参数； （3）根据控制器类型与对象模型，选择PID参数并投
入闭环运行。在运行过程中，可对增益作调整。
响应曲线法举例
进料 Rf
Tm T
出料
Tsp
TC
u
燃料
阶跃响应测试法举例（续1）
理想的比例积分微分控制器
u
Kc
(e
1 Ti
t
edt
0
Td
de dt
)
u0
Gc
(s)
Kc
(1
1 Ti s
Td
s)
微分时间Td 对系统性能的影响
微分作用的增强（即Td 增大），从理论上讲使 系统的超前作用增强，稳定性得到加强，但对
高频噪声起放大作用。对于测量噪声较大的对
象，需要引入测量信号的平滑滤波；而微分作
值δu和Pu。
Pu
t
系统临界振荡曲线
根据δu和Pu， 按经验公式计算 出控制器的参数 整定值。
表6-3 稳定边界法整定参数计算表
控制规律 P PI PID
整定参数
δ（%） 2δu 2.2δu 1.7δu
Ti ——
Td ——
0.85 Pu —— 0.50 Pu 0.125 Pu
❖ 经验公式虽然是在实验基础上归纳出来的，但 它有一定的理论依据。就以表中PI调节器整定数值 为例，可以看出PI调节器的比例度较纯比例调节时 增大，这是因为积分作用产生一滞后相位，降低了 系统的稳定度的缘故。
整定公式：
控制规律
KC
P PI PID
1 Tp
Kp
0.9 1 T p Kp
1 .2 1 T p
Kp
TI
3.3 2.0
TD
0.5
响应曲线法举例（续2）
6.3继电反馈PID参数自整定
ysp
＋ －
调节器
A
S
T 继电器
D
对象
y
具有继电器型非线性控制系统
ysp
＋ －
d
-h
h
-d
稳定边界法（临界比例度法）
属于闭环整定方法，根据纯比例控制系统临界
振荡试验所得数据（临界比例度δu和振荡周期Pu）， 按经验公式求出调节器的整定参数。
（1） 置调节器Ti ， Td=0，比例度P 较大 值，将系统投入运行。
y(t)
（2） 逐渐减小P ，加
干扰观察，直到出现等幅减
振荡为止。记录此时的临界
ysp(t)
＋
e(t) KC
－
TD s 1
对于没有滞环的继电器环节，假设该环节输入的一次谐波
振幅为a，则a为
a
4d
G( ju )
系统产生振荡的条件是： arg G( ju )
Ku
1
G( ju )
4d
a
再由临界比例度法自动确定PID参数.
继电器型PID自整定举例
继电器型PID自整定举例（续）
6.3.3仿真举例
1. 自衡对象
2. 无自衡对象
单回路系统的“积分饱和”问 题
ysp(t)
＋ －
K
C
1
1 TI s
u
d(t)
v
广义
＋ ＋
对象
y(t)
问题：当存在大的外部扰动时，很有可能出现控制阀调
节能力不够的情况，即使控制阀全开或全关，仍不能消 除被控输出y(t)与设定值ysp(t)之间的误差。此时，由于积 分作用的存在，使调节器输出u(t)无限制地增大或减少， 直至达到极限值。而当扰动恢复正常时，由于u(t)在可调 范围以外，不能马上起调节作用；等待一定时间后，系 统才能恢复正常。
PID 控制器
比例控制
e
emax emin 100% umax umin
e 100%
u u0
emax emin (u u0 )
umax umin 在工业应用或很多工业控制器中，常用
C 1 100% 比例度δ来表示控制器比例增益的强弱，
Kc
在多数情况下，C =1 ，Kc无量纲， δ正
此方法在不加控制作用的状态下进行，对于不允 许工艺失控的生产过程，不能使用。表6-5仅适用于
τ0≤T0的情况。适用范围更大的见表6-6.
临界比例度法举例
进料 Rf
Tm T
出料
Tsp
TC
u
燃料
临界比例度法举例(续1)
临界比例度法(续)
根据等幅振荡曲线得到的振荡周期Pu 和产生等幅振荡的控制器增益Kcmax ， 对所选择的控制规律查表得到控制器参数。
*1：当工业对象具 有较大的滞后时， 可引入微分作用； 但如果测量噪声较 大，则应先对测量 信号进行一阶或平 均滤波。
PID工程整定法1-经验法
针对被控变量类型的不同，选择不同的 PID参数初始值，投运后再作调整。尽管简单， 但即使对于同一类型的被控变量，如温度系统， 其控制通道的动态特性差别可能很大，因而经 验法属最为“粗糙”的整定法。 （具体整定参数原则见 p.111 表6-2）
图6-1b所示
比例增益对控制性能的影响
比例增益 Kc 增 大，调节作用增 强，但稳定性下 降(当系统稳定时 ，调节频率提高 且余差下降)。
比例积分控制器
u
Kc
(e
1 Ti
t
0 edt) u0
Gc
(s)
Kc
(1
1 Ti s
)
积分作用对控制性能的影响
积分时间Ti 对系统性能 的影响
引入积分作用的根本目 的是为了消除稳态余差， 但使控制系统的稳定性 下降。当积分作用过强 时（即Ti 过小），可能 使控制系统不稳定。
y G(s)
问题：用描述函数法分析上述非线性 系统产生等幅振荡的条件 ？
继电器输入输出信号分析
周期信号的Fourier级数展开
一个以T为周期的方波函数f (t)可以展开为
f (t) bn sin nt,
n1
bn
4 T
T 2 0
f (t) sin nt dt
假设继电器的幅值为d，则继电器输出的一次谐波为
对象
根据实验所得响应曲线，找出广义对象的特性参
数K0或P0、T0、τ0，用表6-5的经验公式求整定参数。
τ0
T0
表6-5 响应曲线法整定参数的公式
整定参数 控制规律
P PI PID
δ（%）
0
T0 P0 1.1 0
T0 P0
0.85 0 T0 P0
Ti —— 3.3τ0 2τ0
Td —— —— 0.5τ0
工程整定法2-临界比例度法
1、先切除PID控制器中的积分与微分作用（即将积 分时间设为无穷大，微分时间取为0），并令比 例增益KC为一个较小值，并投入闭环运行；
2、将设定值作小幅度的阶跃变化，观察测量值的 响应变化情况；
3、逐步增大KC的取值，对于每个KC值重复步骤2 中的过程，直至产生等幅振荡；
方法：
（1）把调节器设成比例作用（Ti=∞，Td=0），
置于较大比例度，投入自动运行。
（2）在稳定状态下，阶跃改变给定值（通常以 5%左右为宜），观察调节过程曲线。
（3）适当改变比例度，重复上述实验，到出现 满意的衰减曲线为止。
记下此时的比例度δs 及周期Ts。
n=10:1时，记下此时 的比例度δ’s及上升时间tr
b1
4 T
T 2
d
sin t
dt
4d
0
继电器型控制系统等幅振荡条件
继电器型控制系统等幅振荡条件
继电器型控制系统等幅振荡条件
由继电器输出幅度d以及过程输出信号y的幅度
a 就可计算出临界增益Ku=Kcr，由极限环振
荡周期就可获得临界振荡周期Tu。于是可用ZN法自动整定PID控制器参数。
继电器型控制系统等幅振荡条件
tr
Ts
（4）按表6-4（n=4:1）或按表6-4（n=10:1）求 得各种调节规律时的整定参数。
整定参数
表6-4
调节规律
δ（%）
Ti
Td
衰减比为4:1时， 整定参数计算表
P
δs
——
——
PI
1.2δs
0. 5 Ts
——
PID
0.8δs
0.3 Ts
0.1Ts
整定参数
表6-4 衰减比为10:1时， 整定参数计算表
单回路系统积分饱和仿真结果
单回路系统的防积分饱和
PI :
Kc
(1
1 Ti s
)
K
c
Ti s Ti
s
1
ysp(t) e(s)
＋
KC ＋
1
－
＋
1 TIs 1
v 1
d(t)
广义
＋ ＋
对象
y(t)
讨论：正常情况为标准的PI控制算法；而当出现超限 时，自动切除积分作用。
单回路系统的抗积分饱和举例
单回路工业PID控制器连接法
稳定边界方法在下面两种情况下不宜采用：
▪ 临界比例度过小时，调节阀容易游移于全开或
全关位置，对生产工艺不利或不容许。例如，一个 用燃料油加热的炉子，如果阀门发生全关状态就要 熄火。
▪ 工艺上的约束条件严格时，等幅振荡将影响生
产的安全。
衰减振荡法
也属于闭环整定方法，但不需要寻找等幅振荡 状态，只需寻找最佳衰减振荡状态即可。
控制规律 Kcmax
P
0.5Kcmax
PI
0.45Kcmax
PID
0.6Kcmax
Ti
0.83Pu 0.5Pu
Td 0.12Pu
临界比例度法举例（续2）
工程整定法3-响应曲线法
临界比例度法的局限性：
生产过程有时不允许出现等幅振荡，或者无法产生正 常操作范围内的等幅振荡。
响应曲线法PID参数整定步骤：
PID控制算法主要应用于单回路控制系统 ，这些简单控制系统是最基本的，约占目前 工业过程控制系统的80%左右
在理想情况下，希望设计的PID单回路控制 系统能够满足的期望特性
6.1 PID反馈控制模式与控制规律
PID反馈控制器的作用 PID控制规律由三种基本的控制模式
构成 三种基本的控制模式分别为 ➢ 比例模式P ➢ 积分模式I ➢ 微分模式D
基于继电反馈的参数自整定方法原理简单、安 全可靠, 可广泛应用于各种工业过程, 特别是无自衡 系统或对象特性变化显著的过程。
单回路PID反馈控制系统的投运 本章作业: 教材p.118 思考题与习题 6.4 , 6.5 . 某一温度控制系统，采用4:1衰减曲线法进行
整定，测得系统的δs=25%，衰减振荡周期 Ts=10min，当控制器分别采用PI和PID控制 作用时，试求其整定参数值。
调节规律 P PI
δ（%）
Ti
δ's 1.2δ's
—— 2tr
Td
—— ——
PID
0.8δ's
1.2tr
0.4tr
响应曲线法
属于开环整定方法。以被控对象控制通道的阶 跃响应为依据，通过经验公式求取调节器的最佳参 数整定值。
方法：不加控制作用，作控制通道特性曲线。
给定值
控制器
＋－
执行器
测量变送器
被控变量
掌握PID控制律的意义及与控制性能的 关系
了解PID控制律的选取原则 掌握单回路PID控制器的参数整定方法 了解“防积分饱和”与“无扰动切换” 了解PID参数的有充分理解的三方面 的原因
导致PID控制算法至今仍得到成功应用的原 因是其具有许多优良特征
用主要适合于容量滞后较大的广义对象，如温 度、成份等。
微分作用对控制性能的影响
实际的比例积分微分控制器
Gc
(s)
Kc
1
1 Ti s
Td s 1 AdTd s 1
其中Ad 为微分增益
SimuLink 结构:
工业PID控制器的选择
被控参数 控制器 备注 温度/成分 PID *1 流量/压力 PI 液位/料位 P
好是u−u0与e成比例的偏差范围，
，因此比例度δ又常称为比例带PB
比例控制器
u(t) Kce(t) u0
1 100%
Kc
比例控制
图6-1a所示为理想比例控制器的输出特性, 它对于控制器的输出没有物理限制
实际的控制器是具有物理限制的,当输出达
到上限umax或下限umin,控制阀就饱和了,如
控制器参数整定的方法很多，主要有两大类， 一类是理论计算的方法，另一类是工程整定法。
理论计算的方法是根据已知的各环节特性及控 制质量的要求，通过理论计算出控制器的最佳参数。 这种方法由于比较繁琐、工作量大，计算结果有时 与实际情况不甚符合，故在工程实践中长期没有得 到推广和应用。
工程整定法是在已经投运的实际控制系统中， 通过试验或探索，来确定控制器的最佳参数。这种 方法是工艺技术人员在现场经常使用的。
对象的近似模型：
y(s) K e s u(s) Ts 1
K y1 y0 ymax ymin
u1 u0 umax umin
T 1.5 t t 0.632 0.283
t0.632 T T0
Ziegler-Nichols参数整定法
特点：适合于存在明显纯滞后的自衡对象，而且广义 对象的阶跃响应曲线可用“一阶+纯滞后”来近似。
4、设等幅振荡的振荡周期为Pu、产生等幅振荡的 控制器增益为Kcmax 。
控制器参数的工程整定方法
在控制系统设计或安装完毕后，被控对象、 测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定 了，不能任意改变。只能通过控制器参数的工程 整定，来调整控制系统的稳定性和控制质量。
控制器参数的整定，就是按照已定的控制方 案，求取使控制质量最好的控制器参数值。具体 来说，就是确定最合适的控制器比例度P、积分时 间TI，和微分时间TD。
（1）在手动状态下，改变控制器输出（通常采用阶跃 变化），记录被控变量的响应曲线；
（2）根据单位阶跃响应曲线求取“广义对象”的近似 模型与模型参数； （3）根据控制器类型与对象模型，选择PID参数并投
入闭环运行。在运行过程中，可对增益作调整。
响应曲线法举例
进料 Rf
Tm T
出料
Tsp
TC
u
燃料
阶跃响应测试法举例（续1）
理想的比例积分微分控制器
u
Kc
(e
1 Ti
t
edt
0
Td
de dt
)
u0
Gc
(s)
Kc
(1
1 Ti s
Td
s)
微分时间Td 对系统性能的影响
微分作用的增强（即Td 增大），从理论上讲使 系统的超前作用增强，稳定性得到加强，但对
高频噪声起放大作用。对于测量噪声较大的对
象，需要引入测量信号的平滑滤波；而微分作
值δu和Pu。
Pu
t
系统临界振荡曲线
根据δu和Pu， 按经验公式计算 出控制器的参数 整定值。
表6-3 稳定边界法整定参数计算表
控制规律 P PI PID
整定参数
δ（%） 2δu 2.2δu 1.7δu
Ti ——
Td ——
0.85 Pu —— 0.50 Pu 0.125 Pu
❖ 经验公式虽然是在实验基础上归纳出来的，但 它有一定的理论依据。就以表中PI调节器整定数值 为例，可以看出PI调节器的比例度较纯比例调节时 增大，这是因为积分作用产生一滞后相位，降低了 系统的稳定度的缘故。
整定公式：
控制规律
KC
P PI PID
1 Tp
Kp
0.9 1 T p Kp
1 .2 1 T p
Kp
TI
3.3 2.0
TD
0.5
响应曲线法举例（续2）
6.3继电反馈PID参数自整定
ysp
＋ －
调节器
A
S
T 继电器
D
对象
y
具有继电器型非线性控制系统
ysp
＋ －
d
-h
h
-d
稳定边界法（临界比例度法）
属于闭环整定方法，根据纯比例控制系统临界
振荡试验所得数据（临界比例度δu和振荡周期Pu）， 按经验公式求出调节器的整定参数。
（1） 置调节器Ti ， Td=0，比例度P 较大 值，将系统投入运行。
y(t)
（2） 逐渐减小P ，加
干扰观察，直到出现等幅减
振荡为止。记录此时的临界
ysp(t)
＋
e(t) KC
－
TD s 1
对于没有滞环的继电器环节，假设该环节输入的一次谐波
振幅为a，则a为
a
4d
G( ju )
系统产生振荡的条件是： arg G( ju )
Ku
1
G( ju )
4d
a
再由临界比例度法自动确定PID参数.
继电器型PID自整定举例
继电器型PID自整定举例（续）
6.3.3仿真举例
1. 自衡对象
2. 无自衡对象
单回路系统的“积分饱和”问 题
ysp(t)
＋ －
K
C
1
1 TI s
u
d(t)
v
广义
＋ ＋
对象
y(t)
问题：当存在大的外部扰动时，很有可能出现控制阀调
节能力不够的情况，即使控制阀全开或全关，仍不能消 除被控输出y(t)与设定值ysp(t)之间的误差。此时，由于积 分作用的存在，使调节器输出u(t)无限制地增大或减少， 直至达到极限值。而当扰动恢复正常时，由于u(t)在可调 范围以外，不能马上起调节作用；等待一定时间后，系 统才能恢复正常。
PID 控制器
比例控制
e
emax emin 100% umax umin
e 100%
u u0
emax emin (u u0 )
umax umin 在工业应用或很多工业控制器中，常用
C 1 100% 比例度δ来表示控制器比例增益的强弱，
Kc
在多数情况下，C =1 ，Kc无量纲， δ正
此方法在不加控制作用的状态下进行，对于不允 许工艺失控的生产过程，不能使用。表6-5仅适用于
τ0≤T0的情况。适用范围更大的见表6-6.
临界比例度法举例
进料 Rf
Tm T
出料
Tsp
TC
u
燃料
临界比例度法举例(续1)
临界比例度法(续)
根据等幅振荡曲线得到的振荡周期Pu 和产生等幅振荡的控制器增益Kcmax ， 对所选择的控制规律查表得到控制器参数。
*1：当工业对象具 有较大的滞后时， 可引入微分作用； 但如果测量噪声较 大，则应先对测量 信号进行一阶或平 均滤波。
PID工程整定法1-经验法
针对被控变量类型的不同，选择不同的 PID参数初始值，投运后再作调整。尽管简单， 但即使对于同一类型的被控变量，如温度系统， 其控制通道的动态特性差别可能很大，因而经 验法属最为“粗糙”的整定法。 （具体整定参数原则见 p.111 表6-2）
图6-1b所示
比例增益对控制性能的影响
比例增益 Kc 增 大，调节作用增 强，但稳定性下 降(当系统稳定时 ，调节频率提高 且余差下降)。
比例积分控制器
u
Kc
(e
1 Ti
t
0 edt) u0
Gc
(s)
Kc
(1
1 Ti s
)
积分作用对控制性能的影响
积分时间Ti 对系统性能 的影响
引入积分作用的根本目 的是为了消除稳态余差， 但使控制系统的稳定性 下降。当积分作用过强 时（即Ti 过小），可能 使控制系统不稳定。
y G(s)
问题：用描述函数法分析上述非线性 系统产生等幅振荡的条件 ？
继电器输入输出信号分析
周期信号的Fourier级数展开
一个以T为周期的方波函数f (t)可以展开为
f (t) bn sin nt,
n1
bn
4 T
T 2 0
f (t) sin nt dt
假设继电器的幅值为d，则继电器输出的一次谐波为
对象
根据实验所得响应曲线，找出广义对象的特性参
数K0或P0、T0、τ0，用表6-5的经验公式求整定参数。
τ0
T0
表6-5 响应曲线法整定参数的公式
整定参数 控制规律
P PI PID
δ（%）
0
T0 P0 1.1 0
T0 P0
0.85 0 T0 P0
Ti —— 3.3τ0 2τ0
Td —— —— 0.5τ0
工程整定法2-临界比例度法
1、先切除PID控制器中的积分与微分作用（即将积 分时间设为无穷大，微分时间取为0），并令比 例增益KC为一个较小值，并投入闭环运行；
2、将设定值作小幅度的阶跃变化，观察测量值的 响应变化情况；
3、逐步增大KC的取值，对于每个KC值重复步骤2 中的过程，直至产生等幅振荡；
方法：
（1）把调节器设成比例作用（Ti=∞，Td=0），
置于较大比例度，投入自动运行。
（2）在稳定状态下，阶跃改变给定值（通常以 5%左右为宜），观察调节过程曲线。
（3）适当改变比例度，重复上述实验，到出现 满意的衰减曲线为止。
记下此时的比例度δs 及周期Ts。
n=10:1时，记下此时 的比例度δ’s及上升时间tr
b1
4 T
T 2
d
sin t
dt
4d
0
继电器型控制系统等幅振荡条件
继电器型控制系统等幅振荡条件
继电器型控制系统等幅振荡条件
由继电器输出幅度d以及过程输出信号y的幅度
a 就可计算出临界增益Ku=Kcr，由极限环振
荡周期就可获得临界振荡周期Tu。于是可用ZN法自动整定PID控制器参数。
继电器型控制系统等幅振荡条件
tr
Ts
（4）按表6-4（n=4:1）或按表6-4（n=10:1）求 得各种调节规律时的整定参数。
整定参数
表6-4
调节规律
δ（%）
Ti
Td
衰减比为4:1时， 整定参数计算表
P
δs
——
——
PI
1.2δs
0. 5 Ts
——
PID
0.8δs
0.3 Ts
0.1Ts
整定参数
表6-4 衰减比为10:1时， 整定参数计算表
单回路系统积分饱和仿真结果
单回路系统的防积分饱和
PI :
Kc
(1
1 Ti s
)
K
c
Ti s Ti
s
1
ysp(t) e(s)
＋
KC ＋
1
－
＋
1 TIs 1
v 1
d(t)
广义
＋ ＋
对象
y(t)
讨论：正常情况为标准的PI控制算法；而当出现超限 时，自动切除积分作用。
单回路系统的抗积分饱和举例
单回路工业PID控制器连接法
稳定边界方法在下面两种情况下不宜采用：
▪ 临界比例度过小时，调节阀容易游移于全开或
全关位置，对生产工艺不利或不容许。例如，一个 用燃料油加热的炉子，如果阀门发生全关状态就要 熄火。
▪ 工艺上的约束条件严格时，等幅振荡将影响生
产的安全。
衰减振荡法
也属于闭环整定方法，但不需要寻找等幅振荡 状态，只需寻找最佳衰减振荡状态即可。
控制规律 Kcmax
P
0.5Kcmax
PI
0.45Kcmax
PID
0.6Kcmax
Ti
0.83Pu 0.5Pu
Td 0.12Pu
临界比例度法举例（续2）
工程整定法3-响应曲线法
临界比例度法的局限性：
生产过程有时不允许出现等幅振荡，或者无法产生正 常操作范围内的等幅振荡。
响应曲线法PID参数整定步骤：
PID控制算法主要应用于单回路控制系统 ，这些简单控制系统是最基本的，约占目前 工业过程控制系统的80%左右
在理想情况下，希望设计的PID单回路控制 系统能够满足的期望特性
6.1 PID反馈控制模式与控制规律
PID反馈控制器的作用 PID控制规律由三种基本的控制模式
构成 三种基本的控制模式分别为 ➢ 比例模式P ➢ 积分模式I ➢ 微分模式D
基于继电反馈的参数自整定方法原理简单、安 全可靠, 可广泛应用于各种工业过程, 特别是无自衡 系统或对象特性变化显著的过程。
单回路PID反馈控制系统的投运 本章作业: 教材p.118 思考题与习题 6.4 , 6.5 . 某一温度控制系统，采用4:1衰减曲线法进行
整定，测得系统的δs=25%，衰减振荡周期 Ts=10min，当控制器分别采用PI和PID控制 作用时，试求其整定参数值。
调节规律 P PI
δ（%）
Ti
δ's 1.2δ's
—— 2tr
Td
—— ——
PID
0.8δ's
1.2tr
0.4tr
响应曲线法
属于开环整定方法。以被控对象控制通道的阶 跃响应为依据，通过经验公式求取调节器的最佳参 数整定值。
方法：不加控制作用，作控制通道特性曲线。
给定值
控制器
＋－
执行器
测量变送器
被控变量