PID控制及其基本知识

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PID控制的基本原理(PLC实现)

关于PID 控制一、PID 控制的结构在工程实际中，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60年的历史了，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主要和可靠的技术工具。

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，控制理论的其它设计技术难以使用，系统的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的参数的时候，便最适合用PID 控制技术。

PID 控制包含比例、积分、微分三部分，实际中也有PI 和PD 控制器。

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，图1.1中给出了一个PID 控制的结构图：图 1.1 PID 控制的结构图控制器输出和控制器输入（误差）之间的关系在时域中可用公式(1.1)表示如下：])(1)()([)(⎰++=dt t e T dt t de T t e K t u id p （1.1）公式中，)(te 表示误差，也是控制器的输入，)(t u 是控制器的输出， p K 、d T 与i T 分别为比例系数、积分时间常数及微分时间常数。

(1.1)式又可表示为：)()()(s E sK s K K s U i d p ++= （1.2）公式中，)(s U 和)(s E 分别为)(t u 和)(t e 的拉氏变换，p K 、d p d T K K =、i p i T K K =分别为控制器的比例、积分、微分系数。

1.1 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）。

1.2 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。

pid简单原理(一)

- 什么是PID控制器- PID控制器是指比例-积分-微分控制器，是一种广泛应用于工业控制系统中的控制器。

- 它通过比例项、积分项和微分项来调节控制系统的输出，以使系统的实际输出值尽可能接近设定值。

- 比例项- 比例项是根据系统的偏差来调整控制器的输出。

- 当偏差增大时，比例项也随之增大，从而加快系统对偏差的响应速度。

- 但是，如果比例项设置过大，可能会导致系统的震荡和不稳定。

- 积分项- 积分项是根据系统偏差的累积和来调整控制器的输出。

- 它能够消除系统的静态偏差，使系统更快地达到稳定状态。

- 但是，如果积分项设置过大，可能会导致系统的超调和振荡。

- 微分项- 微分项是根据系统偏差的变化率来调整控制器的输出。

- 它能够抑制系统的振荡和减小超调量，提高系统的稳定性。

- 但是，如果微分项设置过大，可能会导致系统的灵敏度过高，使系统对噪声和干扰更为敏感。

- PID控制器的工作原理- 当系统处于稳定状态时，PID控制器主要依靠比例项来调节系统的输出。

- 当系统出现偏差时，积分项开始起作用，逐渐减小偏差，使系统快速达到稳定状态。

- 当系统的偏差变化率较大时，微分项开始起作用，抑制系统的振荡和减小超调量。

- PID控制器的应用- PID控制器广泛应用于温度控制、压力控制、流量控制等工业控制系统中。

- 它能够快速、稳定地调节系统的输出，使系统能够快速达到设定状态并保持稳定。

总结：PID控制器通过比例项、积分项和微分项来调节控制系统的输出，使系统能够快速、稳定地达到设定状态并保持稳定。

它在工业控制系统中有着广泛的应用，能够有效地控制温度、压力、流量等参数。

PID图(工艺仪表流程图)基础知识培训

化工行业
03
02
01
PID图用于描述药物制备的详细流程，包括原料的加入、反应条件和产物的分离。
药物制备流程
通过PID图选择合适的制药设备，并确定其位置和连接方式。
制药设备
PID图考虑制药过程中的清洁和安全要求，确保生产环境的卫生和安全。
清洁与安全
制药行业
食品加工流程
PID图用于描述食品加工的流程，包括原料的准备、加工过程和成品的包装。
工艺流程描述
PID图能够清晰地展示工艺流程的各个环节和步骤，包括原料的输入、物料的输送、反应过程、产品的输出等，有助于操作人员了解和掌握工艺流程。
安全管理
PID图可以用于安全管理和风险评估，通过图纸上的信息，可以识别潜在的安全隐患和风险点，采取相应的措施进行预防和控制。
pid图的作用
AutoCAD
确定工艺流程
了解工艺流程的起点和终点，明确工艺流程中各个阶段的顺序和相互关系。
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明确工艺流程中涉及的原料、中间产物、最终产品以及所需能源的种类和数量。
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根据工艺流程和工艺参数，确定所需的设备种类和数量。
PID图通常采用特定的符号和标记来表示各种设备和管道，以清晰地呈现工艺流程的布局和连接关系。
成本控制
PID图中的详细信息有助于在施工前进行预算和成本估算，帮助企业合理控制成本。
指导施工
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添加控制装置
根据工艺控制需要，在适当的位置添加控制装置，如调节阀、开关阀等。
添加仪表和控制装置

(完整版)PID控制规律及数字PID基本算法

积分微分
u* (t )
离散化过程相当于脉冲序列调制过程
脉冲信号：

(t

T
)

kT ) k 0

e*(t) e(t) (t kT ) e(kT ) (t kT ) k 0,1,2,K
k 0
k 0
积分环节的离散化处理
PID控制规律及数字PID基本算法
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知识回顾
系统控制的目标
r(t) e(t)
u(t)

校正环节 Gc (s)
c(t)
执行机构
检测单元
c(t)
被控对象 G(s)
控制目标：系统准确性、稳定性、快速性要求系统评价：稳态特性、动态特性稳态特性：稳态误差（误差度），与系统型次及开环增益相关动态特性：时域指标（超调量、调整时间等）；频域指标（稳定裕度、剪切频率、中频宽度、带宽等经典系统分析方法：时域、频域法、根轨迹等（开环分析闭环）系统校正：串联校正、反馈校正、复合校正、频率特性校正
2
2.5
3
time(s)
rin,yout
五、小结与数字PID应用中的核心问题
小结 1、理解并掌握PID控制器中比例、积分、微分在调节系统稳态
特性与动态特性中的作用 2、掌握数字PID位置式、增量式的基本算法与特点 3、能够利用基本程序语言实现位置式增量式的程序编写后续学习内容 1、PID参数的整定问题（周三实验介绍关于PID工程整定方法及
系统校正单元由基本环节构成，包括比例环节、积分环节、惯性环节、一阶微分、二阶微分等，其中由比例、积分、微分环节构成的PID控制在工业控制中占有非常重要的地位，了解PID控制规律、掌握PID控制器设计方法是十分必要的。

PID控制经典培训教程

PID控制经典培训教程PID控制是最广泛应用于工业流程、自动化控制、机器人控制和航空航天技术等领域的一种经典控制方式。

不论是理论还是实践，PID已经被广泛验证和应用。

因此，针对PID控制，很多培训机构和教育机构都推出了各种类型的PID经典培训教程。

本文将详细介绍PID控制经典培训教程的相关知识。

1. PID控制的基本概念首先，需要了解PID控制的基本概念。

PID控制包括三个控制环节，分别是比例（P）、积分（I）和微分（D）。

这三个环节的输出信号被叠加在一起，经过比例系数、积分时间常数和微分时间常数的调整，得到最终的控制信号。

其中，比例控制器的输出与控制偏差成比例，积分控制器的输出与控制偏差的时间积分成比例，微分控制器的输出与控制偏差的时间微分成比例。

三者综合起来，可以实现高效、准确的控制。

2. PID控制的应用场景接下来需要了解的是，PID控制的应用场景。

PID控制广泛应用于机械加工、自动化生产、水处理、温度控制、飞行控制等领域。

从实际应用考虑，PID控制主要具有以下特点：（1）PID控制器具有良好的稳定性，可以保证系统的稳定性和鲁棒性；（2）PID控制器可以对系统进行实时控制，并且响应速度快，能够快速适应系统状态的变化；（3）PID控制器具有简单的结构、易于实现和调整的特点。

3. PID控制器的参数调整方法除了了解PID控制器的基本概念和应用场景，我们还需要知道如何调整PID控制器的参数。

PID控制器的参数调整是关键的一步，直接影响到PID控制器的性能和效果。

常用的PID参数调整方法有以下几种：（1）经验法调参：根据工程师的经验和现场实际情况进行调整，方法简单、直接，但缺乏理论依据；（2）Ziegler-Nichols法调参：通过系统的阶跃响应测试方法，将系统的临界参数、周期和相位波动根据相应的经验公式，计算PID参数；（3）Chien-Hrones-Reswick法调参：根据现场实际情况，将系统的动态响应解析成一组差分方程，然后根据方程计算PID参数。

PID基本概述和参数调整口诀

PID基本概述和参数调整口诀（一）PID基本概述：1、PID是一个闭环控制算法。

因此要实现PID算法，必须在硬件上具有闭环控制，就是得有反馈。

比如控制一个电机的转速，就得有一个测量转速的传感器，并将结果反馈到控制路线上，下面也将以转速控制为例。

2、PID是比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法。

但并不是必须同时具备这三种算法，也可以是PD,PI,甚至只有P算法控制。

我以前对于闭环控制的一个最朴素的想法就只有P控制，将当前结果反馈回来，再与目标相减，为正的话，就减速，为负的话就加速。

现在知道这只是最简单的闭环控制算法。

3、比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法各有作用：比例，反应系统的基本（当前）偏差e(t)，系数大，可以加快调节，减小误差，但过大的比例使系统稳定性下降，甚至造成系统不稳定；积分，反应系统的累计偏差，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，直至无误差；微分，反映系统偏差信号的变化率e(t)-e(t-1)，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，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。

但是微分对噪声干扰有放大作用，加强微分对系统抗干扰不利。

积分和微分都不能单独起作用，必须与比例控制配合。

4、控制器的P,I,D项选择：根据实际的目标系统调试出最佳的PID参数。

（二）常用控制规律的特点：1、比例控制规律P：采用P控制规律能较快地克服扰动的影响，它的作用于输出值较快，但不能很好稳定在一个理想的数值，不良的结果是虽较能有效的克服扰动的影响，但有余差出现。

它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制要求不高、被控参数允许在一定范围内有余差的场合。

如：水泵房冷、热水池水位控制；油泵房中间油罐油位控制等。

2、比例积分控制规律(PI)：在工程中比例积分控制规律是应用最广泛的一种控制规律。

积分能在比例的基础上消除余差，它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、被控参数不允许有余差的场合。

自动控制原理PID控制知识点总结

自动控制原理PID控制知识点总结在自动控制领域中，PID控制是一种常用的控制策略，它能够在系统的稳态和动态性能之间取得良好的平衡。

PID控制的全称为比例-积分-微分控制，它基于系统反馈误差的大小来调整输出信号，以实现对被控对象的精确控制。

本文将对PID控制的原理以及其中涉及的关键知识点进行总结和概述。

I. PID控制的基本原理PID控制的基本原理可以用下述控制方程来表示：u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt其中，u(t)为控制器的输出信号，e(t)为系统的误差信号，Kp、Ki和Kd分别是控制器的比例、积分和微分增益。

PID控制器根据误差信号的大小和变化率来调整输出信号，从而使系统达到期望的控制效果。

1. 比例控制（Proportional Control）比例控制是PID控制的基础，它根据误差信号的大小与比例增益Kp的乘积来调整输出信号。

比例控制能够通过增大或减小输出信号来减小误差，但它无法使系统完全趋于稳定，且可能导致系统出现震荡现象。

2. 积分控制（Integral Control）积分控制是为了解决比例控制无法使系统稳定的问题而引入的。

积分控制使得输出信号与误差信号的积分有关，即将误差信号累积起来并与积分增益Ki相乘，从而减小系统的静态误差。

然而，积分控制也可能导致系统出现过冲和超调的问题。

3. 微分控制（Derivative Control）微分控制是为了解决积分控制可能导致的过冲问题而引入的。

微分控制考虑了误差信号的变化率，通过乘以误差信号的导数与微分增益Kd的乘积来调整输出信号。

微分控制能够提高系统的动态响应速度和稳定性，但也可能增加系统对噪声的敏感性。

II. PID控制的关键知识点1. 设计PID控制器的方法PID控制器的设计方法有多种，常见的方法包括经验调参法、Ziegler-Nichols方法和模型基准方法等。

根据不同的实际应用场景和系统特性，选择合适的设计方法能够提高系统的控制性能。

PID控制操作

1．熟悉变频器的基本使用控制要求, 熟悉变频器在自动调节控制中PID 的应用。

2. 掌握变频器PID 运行控制的外部连接和有关参数设置及含义。

3．掌握面板操作和外端子操作的PID 运转控制技能。

[基础知识]PID 就是比例、微分、积分控制，通过变频器实现PID 控制有两种情况：一是变频器内置的PID 控制功能，给定信号通过变频器的键盘面板或端子输入，反馈信号反馈给变频器的控制端，在变频器内部进行PID 调节以改变输出频率；二是用外部的PID 调节器将给定量与反馈量比较后输出给变频器加到控制端子作为控制信号。

总之，变频器的PID 控制是与传感器元件构成的一个闭环控制系统，实现对被控制量的自动调节，在温度、压力等参数要求恒定的场合应用十分广泛，是变频器在节能方面常用的一种方法。

一、FRN2.2G11S-4富士变频器PID 控制线路的连接1、主电路的连接（1）输入端子L1/R 、L2/S 、L3/T 接三相电源。

（2）输出端子U 、V 、W 接电动机，输入、输出端子的接线图参照图2－1－1连接。

（3）PID 控制回路的连接如图2－6－1所示。

第六节变频器的PID 控制运行操作三相交流380阀门水泵电动机压力变送器外部给定直流电源4～20图2－6－1 PID 控制接线图二、相关功能参数的含义详解及设定操作技能（1）参数设定按表2－6-1设定相关参数。

表2－6－1 PID 控制参数设定表（2）相关参数含义及设定操作E01 设定值为11，(X1)端子功能频率2/频率1切换此设定参数为频率2/频率1的切换，由外部接点输入信号ON或OFF切换F01和C30预设的频率设定方法。

如表2－5－2所示。

表2－6－2频率设定切换表注意：不要和设定值35同时使用。

如同时选择设定值11和35的话会显示Er6错误代码。

E02 设定值为20，(X2)端子功能PID控制取消此参数为PID控制取消，当外部接点输入信号ON或OFF时PID控制无效或有效。

pid通俗讲解

pid通俗讲解
PID全称是Proportional-Integral-Derivative（比例、积分、微分）控制，是一种广泛应用于工业过程控制的控制策略，也是最早发展的控制策略之一。

PID 控制器是一种将比例、积分、微分三部分合而为一的控制器，通过计算出控制量进行控制。

比例控制P是一种基于反馈的控制方式，能够快速调整系统输出，以满足需求的变化。

它将偏差（目标值和实际值的差值）乘以比例系数Kp作为控制输出，以确保输出能够快速跟上偏差的变化。

比例控制可以快速调整系统输出，在一些简单的系统中可以单独使用。

积分控制I是一种基于累计的控制方式，用于消除静态误差。

它的输出是过去偏差的积分值，即偏差乘以积分时间Ti。

积分控制可以消除静态误差，因此在一些需要保持一定稳定性的系统中可以单独使用。

微分控制D是一种基于变化趋势的控制方式，用于改善系统动态品质。

它的输出是偏差的变化率，即偏差的导数。

微分控制可以预测未来的变化趋势，并在偏差还未达到预期值时进行提前调整，从而改善系统动态品质。

在实际应用中，这三种控制方式可以单独使用，也可以结合使用。

例如，在一些简单的系统中，可以单独使用比例控制，以保证系统的快速响应。

在一些复杂的系统中，可以结合使用比例、积分、微分三种控制方式，以达到更好的控制效果。

需要注意的是，PID控制需要通过参数整定来达到最佳的控制效果。

不同的系统需要不同的PID参数，通常需要根据实际情况进行调整。

调整顺序为比例、积分、微分。

在调整参数时，需要注意曲线振荡的情况，此时需要调整比例度盘或积分时间，理想的曲线为前高后低4比1。

PID控制器开发笔记之一：PID算法原理及基本实现

在自动控制中，PID及其衍生出来的算法是应用最广的算法之一。

各个做自动控制的厂家基本都有会实现这一经典算法。

我们在做项目的过程中，也时常会遇到类似的需求，所以就想实现这一算法以适用于更多的应用场景。

1、P ID算法基本原理PID算法是控制行业最经典、最简单、而又最能体现反馈控制思想的算法。

对于一般的研发人员来说，设计和实现PID算法是完成自动控制系统的基本要求。

这一算法虽然简单，但真正要实现好，却也需要下一定功夫。

首先我们从PID算法最基本的原理开始分析和设计这一经典命题。

PID算法的执行流程是非常简单的，即利用反馈来检测偏差信号，并通过偏差信号来控制被控量。

而控制器本身就是比例、积分、微分三个环节的加和。

其功能框图如下：根据上图我们考虑在某个特定的时刻t，此时输入量为rin(t)，输出量为rout(t)，于是偏差就可计算为err(t)=rin(t)-rout(t)。

于是PID的基本控制规律就可以表示为如下公式：其中Kp为比例带，T I为积分时间，T D为微分时间。

PID控制的基本原理就是如此。

2、P ID算法的离散化上一节简单介绍了PID算法的基本原理，但要在计算机上实现就必须将其离散化，接下来我们就说一说PID算法的离散化问题。

在实现离散化之前，我们需要对比例、积分、微分的特性做一个简单的说明。

比例就是用来对系统的偏差进行反应，所以只要存在偏差，比例就会起作用。

积分主要是用来消除静差，所谓静差就是指系统稳定后输入输出之间依然存在的差值，而积分就是通过偏差的累计来抵消系统的静差。

而微分则是对偏差的变化趋势做出反应，根据偏差的变化趋势实现超前调节，提高反应速度。

在实现离散前，我们假设系统采样周期为T。

假设我们检查第K个采样周期，很显然系统进行第K次采样。

此时的偏差可以表示为err(K)=rin(K)-rout(K)，那么积分就可以表示为：err(K)+err(K+1)+┈┈，而微分就可以表示为：(err(K)- err(K-1))/T。

PID控制规律及数字PID基本算法

PID控制规律及数字PID基本算法
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知识回顾
系统控制的目标
r (t) e(t)
u (t)
校正环节 G c ( s )
c (t)
执行机构
检测单元
c (t) 被控对象 G ( s )
一、连续PID基本控制规律
连续系统校正环节基本控制规律
1、比例控制
r (t)
e (t)
K p u (t)
Kp
c (t)
2、比例积分控制
3、r (比t ) 例微c e( (t分t) )G控cK(s制p)(1KTp1i (s1T)isuT(its)) 微分控制能反应输入信号的变化趋势，因此在输入信
r (t)
号的量值变得太大之前，可为系统引入一个有效的早
e (t)
Kp(1Tds) u ( t )
四、数字PID位置式与增量式算法程序实现
数字PID位置式算例
控制对象 G(s)s387.53253s520010470s
u (k) K p [e (k) T T s i j k0e (j) T de (k) T e s(k 1 )]
设计数字PID控制器，实现系统对正弦信号、
随机信号的跟踪。
rin,yout
k 0
k 0
积分环节的离散化处理
微分环节的离散化处理
1
e(t)dt
Ti 0
T e(kT)
Ti k0
T dde d (tt)
T de(kT)e T [(k 1 )T]
三、数字PID位置式与增量式算法
数字PID位置式
u (k) K p [e (k) T T s i j k0e (j) T de (k) T e s(k 1 )]

PID控制的基本原理

PID 控制的基本原理1．PID 控制概述当今的自动控制技术绝大部分是基于反馈概念的。

反馈理论包括三个基本要素：测量、比较和执行。

测量关心的是变量，并与期望值相比较，以此误差来纠正和控制系统的响应。

反馈理论及其在自动控制中应用的关键是：做出正确测量与比较后，如何用于系统的纠正与调节。

在过去的几十年里，PID 控制，也就是比例积分微分控制在工业控制中得到了广泛应用。

在控制理论和技术飞速发展的今天，在工业过程控制中 95%以上的控制回路都具有 PID 结构，而且许多高级控制都是以 PID 控制为基础的。

PID 控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成，它的基本原理比较简单，基本的 PID 控制规律可描述为：G S K P K 1 K D S(1-1)PID 控制用途广泛，使用灵活，已有系列化控制器产品，使用中只需设定三个参数（K，K I和 K D）P即可。

在很多情况下，并不一定需要三个单元，可以取其中的一到两个单元，不过比例控制单元是必不可少的。

PID 控制具有以下优点：（1）原理简单，使用方便，PID 参数K P、K I和 K D可以根据过程动态特性变化，PID 参数就可以重新进行调整与设定。

（2）适应性强，按 PID 控制规律进行工作的控制器早已商品化，即使目前最新式的过程控制计算机，其基本控制功能也仍然是 PID 控制。

PID 应用范围广，虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过适当简化，也可以将其变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，就可以进行 PID 控制了。

（3）鲁棒性强，即其控制品质对被控对象特性的变化不太敏感。

但不可否认 PID 也有其固有的缺点。

PID 在控制非线性、时变、偶合及参数和结构不缺点的复杂过程时，效果不是太好；最主要的是：如果 PID 控制器不能控制复杂过程，无论怎么调参数作用都不大。

在科学技术尤其是计算机技术迅速发展的今天，虽然涌现出了许多新的控制方法，但 PID 仍因其自身的优点而得到了最广泛的应用，PID 控制规律仍是最普遍的控制规律。

pid控制原理及编程方法

pid控制原理及编程方法PID控制是一种常用的控制算法，可以根据给定的目标值和实际值，通过不断调整输出值，使得实际值尽可能接近目标值。

PID控制的原理可以通过以下几个步骤来理解和实现。

1. 比例控制（P控制）：根据目标值和实际值的偏差，乘以一个比例增益系数Kp得到控制量的变化量，作为输出。

控制量的变化量 = Kp * （目标值 - 实际值）2. 积分控制（I控制）：将偏差的累积值乘以一个积分增益系数Ki得到控制量的变化量，作为输出。

这个步骤主要是为了解决系统存在的偏差问题。

控制量的变化量 += Ki * （目标值 - 实际值）* Δt3. 微分控制（D控制）：根据偏差的变化率乘以一个微分增益系数Kd得到控制量的变化量，作为输出。

这个步骤主要是为了解决系统存在的过渡问题。

控制量的变化量 += Kd * （目标值变化率 - 实际值变化率） / Δt以上三个步骤得到的控制量的变化量之和即为最终的输出。

在编程实现PID控制时，可以按照以下步骤进行：1. 定义并初始化相关变量，包括比例增益系数Kp、积分增益系数Ki、微分增益系数Kd、目标值、实际值、偏差、偏差的累积值、上次偏差等。

2. 循环执行以下操作：a. 更新实际值。

b. 计算偏差（目标值 - 实际值）。

c. 计算控制量的变化量，包括比例控制量、积分控制量和微分控制量。

d. 更新偏差的累积值。

e. 计算最终输出值。

f. 控制执行相应操作（根据最终输出值控制系统）。

g. 等待一定时间间隔。

3. 重复步骤2直至达到控制目标。

需要注意的是，PID控制算法需要根据具体的应用场景，仔细选择合适的增益系数，以达到良好的控制效果。

PID控制基础

（5）比例-积分-微分（PID）控制规律
PID的运动方程为：
相应的传递函数为：
PID控制器如图所示
PID控制器
若4τ/Ti＜1，则：
式中：
由此可见，当利用PID控制器进行串联校正时，除可以使系统的型别提高一级外，还将提供两个负零点。与PI控制器相比，PID控制器除了同样具有提高系统的稳态性能的优点外，还多提供一个负实零点，从而在提供系统动态性能方面，具有更大的优越性。因此在工业控制中，广泛使用。PID控制器各部分参数的选择，在系统现场调试中最后确定。通常，应使I部分发生在系统频率特性的低频段，以提高系统的稳态性能；而使D部分发生在系统频率特性的中频段，以改善系统的动态性能。
（2）积分环节（I）
积分控制是指控制器的输出和输入误差信号的积分成正比关系。一个自动控制系统，在进入稳态后存在稳态误差，那么这个控制系统就是有稳态误差的。如何消除稳态误差，这就要在控制器中引入“积分项”，积分项会随着时间的增加而增加，这就使得积分项可以推动控制器的输出增大而使稳态误差进一步减小。PID控制中的积分环节主要用来消除静差，提高系统的误差性。积分作用的强弱取决于积分时间常数，时间越长，积分作用越弱；反之积分作用就越强。
（1）比例控制规律（P）
P控制器实质上是一个具有可调增益的放大器。在信号变化过程中，P控制只改变信号的增益而不影响其相位。在串联校正中，加大控制器增益Kp，可以提高系统的开环增益，减小系统的稳态误差，从而提高系统的控制精度，但会降低系统的相对稳定性，甚至可能会造成闭环系统的不稳定。
P控制器
（2）比例-微分控制规律（PD）
PI控制器
在串联校正时，PI控制器相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点，同时也增加了一个位于S左半平面的开环零点。位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减少系统的稳态误差，改善系统的稳定性能；而增加的负实零点则用来减少系统的阻尼程度，缓和PI控制器极点对系统稳定性及动态过程产生的不利影响。只要积分时间常数Ti足够大，PI控制器对系统稳定性的影响可大为减弱。在控制工程中，PI控制器主要用来改善系统的稳定性能。

PID控制原理知识

增大积分速度降低系统的稳定程度。当系统的输入在幅值为A的阶跃信号激励时，其响应的稳态误差
为
1 1 A A ess lim s R(s) lim 0 s0 1 G (s) s0 1 G (s) s 1 o o
该系统在阶跃信号作用下的稳态误差始终为零。
积分控制的调节规律
①原理简单，使用方便。 ②适应性强，可以广泛应用于化工、热工、冶金、炼油以及造纸、建材等各种生产部门。 ③鲁棒性强，即其控制品质对被控对象特性的变化不大敏感。 ④对模型依赖少。按 PID控制进行工作的自动调节器早已商品化。
6
PID控制的特点
在过程控制中，绝大部分都采用 PID控制。例外的情况有两种调量振荡加剧
d)δ为临界值
系统处于临界稳定状态
e)δ小于临界值
系统不稳定，振荡发散
图4.4 δ对比例调节过程的影响 25
比例调节的特点：
（1）比例调节的输出增量与输入增量呈一一对应的比例关系，即：u = K e （2）比例调节反应速度快，输出与输入同步，没有时间滞后，其动态特性好。（3）比例调节的结果不能使被调参数完全回到给定值， 26 而产生余差。
10
比例控制的调节规律和比例带
•图1说明了偏差与输出之间保持线性关系的范围 •图中偏差在-50%-50%范围变化时，
•如果Kc=1，则控制器输出u(t)变化在0～100%范围（对应阀门的全关到全开），并与输入e(t)之间保持线性关系。 •Kc>1时，制器输出u(t)与输入e(t)之间的线性关系只在 -50%/Kc～50%/Kc满足。
11
比例控制的调节规律和比例带
• 当|e(t)|超出该范围时，控制器输出具有饱和特性，保持在最小或最大值。 • 因此，比例控制有一定的应用范围，超过该范围时，控制器输出与输入之间不成比例关系。 • 这表明，从局部范围看，比例控制作用表示控制输出与输入之间是线性关系，但从整体范围看，两者之间是非线性关系。

自动控制系统PID调节及控制知识

变频器PID调节口诀PID的参数设置可以参照一下来进行: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，调节质量不会低自动控制系统PID调节及控制知识（什么是PID控制）1. PID调试步骤没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。

现在一些时髦点的调节器基本源自PID。

甚至可以这样说：PID调节器是其它控制调节算法的吗。

为什么PID应用如此广泛、又长久不衰？因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题，既系统的稳定性、快速性和准确性。

调节PID的参数，可实现在系统稳定的前提下，兼顾系统的带载能力和抗扰能力，同时，在PID调节器中引入积分项，系统增加了一个零积点，使之成为一阶或一阶以上的系统，这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。

由于自动控制系统被控对象的千差万别，PID的参数也必须随之变化，以满足系统的性能要求。

这就给使用者带来相当的麻烦，特别是对初学者。

下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤：1．负反馈自动控制理论也被称为负反馈控制理论。

首先检查系统接线，确定系统的反馈为负反馈。

例如电机调速系统，输入信号为正，要求电机正转时，反馈信号也为正（PID算法时，误差=输入-反馈），同时电机转速越高，反馈信号越大。

其余系统同此方法。

2．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。

3．一般步骤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%。

PID 基础知识

PID控制原理和特点工程实际中，应用最为广泛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主要技术之一。

当被控对象结构和参数不能完全掌握，或不到精确数学模型时，控制理论其它技术难以采用时，系统控制器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﹐或不能有效测量手段来获系统参数时，最适合用PID控制技术。

PID控制，实际中也有PI和PD控制。

PID控制器就是系统误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。

1、比例控制（P）：比例控制是最常用的控制手段之一，比方说我们控制一个加热器的恒温100度，当开始加热时，离目标温度相差比较远，这时我们通常会加大加热，使温度快速上升，当温度超过100度时，我们则关闭输出，通常我们会使用这样一个函数e(t) = SP – y(t)-u(t) = e(t)*PSP——设定值e(t)——误差值y(t)——反馈值u(t)——输出值P——比例系数滞后性不是很大的控制对象使用比例控制方式就可以满足控制要求，但很多被控对象中因为有滞后性。

也就是如果设定温度是200度，当采用比例方式控制时，如果P选择比较大，则会出现当温度达到200度输出为0后，温度仍然会止不住的向上爬升，比方说升至230度，当温度超过200度太多后又开始回落，尽管这时输出开始出力加热，但温度仍然会向下跌落一定的温度才会止跌回升，比方说降至170度，最后整个系统会稳定在一定的范围内进行振荡。

如果这个振荡的幅度是允许的比方说家用电器的控制，那则可以选用比例控制2、比例积分控制（PI）：积分的存在是针对比例控制要不就是有差值要不就是振荡的这种特点提出的改进，它常与比例一块进行控制，也就是PI控制。

其公式有很多种，但大多差别不大，标准公式如下：u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) +u0u(t)——输出Kp——比例放大系数Ki——积分放大系数e(t)——误差u0——控制量基准值（基础偏差）大家可以看到积分项是一个历史误差的累积值，如果光用比例控制时，我们知道要不就是达不到设定值要不就是振荡，在使用了积分项后就可以解决达不到设定值的静态误差问题，比方说一个控制中使用了PI控制后，如果存在静态误差，输出始终达不到设定值，这时积分项的误差累积值会越来越大，这个累积值乘上Ki后会在输出的比重中越占越多，使输出u(t)越来越大，最终达到消除静态误差的目的PI两个结合使用的情况下，我们的调整方式如下：1、先将I值设为0，将P值放至比较大，当出现稳定振荡时，我们再减小P值直到P值不振荡或者振荡很小为止（术语叫临界振荡状态），在有些情况下，我们还可以在些P值的基础上再加大一点。

pid的基本原理

pid的基本原理
PID控制器的基本原理是将系统的控制误差乘以三个可调参数比例系数（P）、积分时间常数（I）和微分时间常数（D），并通过加权求和的方式来产生控制器的输出。

这个输出信号被传递到执行器或附加设备上，以调整系统的控制过程。

比例项（P）根据当前误差信号的大小提供输出，其输出与误差成正比。

当误差较大时，输出信号也较大，使系统更快地恢复到设定值附近。

然而，过大的比例参数可能导致系统产生过冲现象。

积分项（I）根据误差信号累积的历史情况提供输出，要消除系统持续存在的偏差。

积分项的输出随时间而累加，并且对较小的误差积分响应更大。

积分参数如果设置过大，可能会造成系统的超调和震荡。

微分项（D）根据误差变化的速率提供输出，以预测系统未来的趋势并对其进行补偿。

微分项可以抑制系统过冲和振荡，然而，过大的微分常数可能会引入噪声或引起系统不稳定。

通过适当调整这三个参数，可以使PID控制器在最佳工作点附近产生稳定、快速和准确的控制响应。

这种控制器广泛应用于工业自动化、过程控制和机器人等领域，其中PID控制器可以根据实际应用的需求进行调整和优化。

PID图基本知识

PID图基本知识简单读图知识（需牢记）常见物料代码●BDH 高压排放●BDL 低压排放●BDN 氮气/蒸汽去排放●BU 丁烯-1●CAT 催化剂●CDX 二氧化碳●CHW 冷冻水常用物料代码●CMO 一氧化碳●CUW 切粒水●CWR 冷却水回水●CWS 冷却水上水●DMW 纯净水（除盐水）●DO DONOR---给电子体●DT 热油常见物料代码●DW 饮用水●EG 乙二醇●ETY 乙烯●FUG 燃料气●OG 废气（排放气）●FW 消防水●GR 脂常见物料代码●HYD 氢气●HWS 热水上水（工艺拌热）●HWR 热水回水（工艺拌热）●HWA 热水上水（HVAC采暖）●HWB 热水回水（HVAC采暖）●INA 仪表空气●JCH 夹套急冷水常见物料代码●JCW 夹套冷却水●JLS 夹套低压蒸汽●JWR 夹套水回水●JWS 夹套水上水●LA 液体添加剂●FRG 火炬总管气体●LPC 低压蒸汽凝液●LPS 低压蒸汽常见物料代码●LPSS 低压蒸汽在界区●N 氮气●NH 高压氮气●NL 低压氮气●O 油●UTA 工厂空气●PG 聚合物+气体或聚合物●PN 工艺污氮常见物料代码●PP 聚合物粉末或颗粒●PPW 切粒水+聚合物●PRW 工艺水●PRY 丙烯●PSL 聚合物淤浆●PX 过氧化物●RN 再生氮气●RW 生水常见物料代码●SA 固体添加剂●TEA 三乙基铝●VA 放空气●WO 冲洗油或EXAUST冲洗油●WR 新鲜水●WW 废水●SD 生活污水●PR 丙烯（退料去界区）阀门管线专有说明●LO 锁开阀●LC 锁关阀●NC 常关阀●NO 常开阀●NNF 正常无流量管线●TSO 密封切断●AFC 失气关（用于控制阀）●AFO 失气开（用于控制阀）阀门管线专有说明●SP 设定点●A/M 自动/手动切换●NPS 公称管径●RESET 重置●START 开始●STOP 停止●D 钝化阀门管线专有说明●SFO 信号失败开●STC 信号失败关●CL 压力变换●F.B 与管同径●AFL 失气锁PID图识别管线编号说明管线保温类型（M）● D 防结霜● E 电伴热● F 防火●H 节能热保温和/或工艺要求（要求连续保温）●Z 节能热保温和/或工艺要求（不要求连续保温）●M 连续保冷●Y 不连续保冷●P 人身防护●T 蒸汽拌热和保温●X 玻璃棉●W 热水拌热和保温常见流量计图例常见仪表盘图例常见阀门代号组合举例⏹X Z S L限位开关X Z L L阀位指示灯（关）⏹X Z S H限位开关X Z L H阀位指示灯（开）⏹H I C比值设定F F I C流量计算控制⏹H S开关X V/P V/L V/T V/K V/H V电磁阀⏹L E流量测量原件T E温度测量原件⏹A E分析仪（气相色谱仪）K C计时器⏹B S H火焰检测报警P D I压力差⏹L S H/L S L浮球是液位开关Y L H状态开关⏹L A H高液位报警L A H H液位高高报警。