模拟电路PID调节器要点
PID调节心得（大全）
PID调节心得（大全）第一篇：PID调节心得（大全）鉴于最近一直在研究算法，所以颇有些心得体会，整理了一下，觉得比较实用的一些PID的原理，及具体的调节方案，供大家参考学习，调节这个参量的值，需要耐心和经验，但是更多的是我们得静下心来调整，希望大家加油，马上我们就要交锋了。
如有疏忽之处请大家见谅。
模拟PID调节器模拟PID调节器的微分方程和传输函数PID调节器是一种线性调节器，它将给定值r(t)与实际输出值c(t)的偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)通过线性组合构成控制量，对控制对象进行控制。
PID调节器各校正环节的作用1、比例环节：即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，调节器立即产生控制作用以减小偏差。
2、积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。
积分作用的强弱取决于积分时间常数TI，TI越大，积分作用越弱，反之则越强。
3、微分环节：能反应偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号的值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。
常用的控制方式1、P控制2、PI控制3、PD控制4、PID控制PID算法的两种类型1、位置型控制――2、增量型控制微分先行和输入滤波1、微分先行微分先行是把对偏差的微分改为对被控量的微分，这样，在给定值变化时，不会产生输出的大幅度变化。
而且由于被控量一般不会突变，即使给定值已发生改变，被控量也是缓慢变化的，从而不致引起微分项的突变。
微分项的输出增量为2、输入滤波输入滤波就是在计算微分项时，不是直接应用当前时刻的误差e(n)，而是采用滤波值e(n)，即用过去和当前四个采样时刻的误差的平均值，再通过加权求和形式近似构成微分积分项的改进一、抗积分饱和积分作用虽能消除控制系统的静差，但它也有一个副作用，即会引起积分饱和。
在偏差始终存在的情况下，造成积分过量。
当偏差方向改变后，需经过一段时间后，输出u(n)才脱离饱和区。
分析一个模拟PI(比例积分)调节电路
分析一个模拟PI(比例积分)调节电路今天来介绍一个自动控制上常用的一个调节电路：PI调节电路，也就是比例积分电路。
当然作为PID调节电路，会有很多种形式，这可是最简单的由单运放构成的PI电路。
你也可以通过三个运放来构成，U2构成积分器，U1做比例运算，U3构成加法器。
如图1:图1上面的比较好理解，这里就不讨论了。
我们来研究下面的PI 电路。
如何来读懂这个电路呢，似乎与图1差别很大，好下面来计算一下传递函数图2如图2 箭头表示电流的方向，取电压与电流关联参考方向。
根据运放“虚短“可知运放反向输入端基本保持零电位。
则I=Vi÷R1-------------------------(1)由“虚断断”可得I直接流过R2 C1路径,Ur2 Uc1 分别表示R2 C1上的压降则Ur2=I×R2可得Ur2= Vi×(R2÷R1)---(2)由1/C1×(dUc1/dt)=I两边积分可得1/C×∫I=Uc1=>1/C1×∫(Vi÷R1)dt--------(3)综合2 3两式的，我们就可以华丽的得出以下Vo=－Vi×R2/R1－1/C1×∫(Vi÷R1)dt 稍微整理一下可以看到更清楚一点V o=﹣(R2/R1) ×Vi－1/( C1×R1) ×∫Vidt------—(4)令Kp=﹣(R2/R1) Ki=－1/( C1×R1)V o=Kp×Vi＋Ki×∫Vidt这其实就是个PI调节的标准表达式。
V o通过某种方式去控制外设，常用方法如三角波比较进行脉宽调试。
我们再对上面的图进行简单的变形得到下图图3采用上面的计算方法可以很方便的计算出输出表达式其中I=(Vi/R1+Vref/R3)在实际系统中Vi作为实际采集的目标值Vref就是设定的目标值。
PID控制器的原理与调节方法
PID控制器的原理与调节方法PID控制器是一种常见的控制算法，广泛应用于工业自动化系统中。
它是通过对反馈信号进行比例、积分和微分处理，来实现对被控对象的控制。
本文将介绍PID控制器的原理和调节方法，并探讨其在实际应用中的一些注意事项。
一、PID控制器原理PID控制器的原理基于三个基本元素：比例、积分和微分。
这三个元素分别对应控制误差的当前值、累积值和变化值。
PID控制器根据这三个元素的加权和来生成控制信号，以实现对被控对象的稳定控制。
1. 比例元素（P）比例元素是根据当前的控制误差进行调节的。
它直接乘以一个比例系数，将误差放大或缩小，生成相应的控制信号。
比例元素的作用是快速响应控制误差，但可能引起超调和震荡。
2. 积分元素（I）积分元素是对控制误差的累积值进行调节的。
它将误差进行积分，得到一个累积值，并乘以一个积分系数，生成相应的控制信号。
积分元素的作用是消除稳态误差，但可能导致系统响应过慢或产生超调。
3. 微分元素（D）微分元素是对控制误差的变化率进行调节的。
它将误差进行微分，得到一个变化率，并乘以一个微分系数，生成相应的控制信号。
微分元素的作用是预测误差的变化趋势，以提前调整控制信号，但可能引起过度调节和噪声放大。
通过调节比例、积分和微分元素的系数权重，可以优化PID控制器的响应速度、控制精度和抗干扰能力。
二、PID控制器调节方法PID控制器的调节方法通常包括经验法和自整定法两种。
1. 经验法经验法是基于经验和试错的方法，通过手动调节PID控制器的系数来实现对被控对象的控制。
具体步骤如下：步骤一：将积分和微分元素的系数设为零，只调节比例元素的系数。
步骤二：逐渐增大比例系数，观察系统的响应，并调整至系统稳定且响应时间较短。
步骤三：增加积分系数，减小系统的稳态误差，但要注意避免系统过调和震荡。
步骤四：增加微分系数，提高系统对突变的响应速度，但要避免过度调节和噪声放大。
2. 自整定法自整定法是基于系统辨识和参数整定理论的方法，通过对系统的频域或时域特性进行分析，自动计算得到PID控制器的系数。
PID调节器使用经验
PID调节器使用经验调整器在自动化过程掌握中使用很广泛，电工学习网我总结了PID 调整器使用阅历与大家共享，共同提高调整器应用水平。
1、以被控对象特性选择掌握器要获得良好掌握效果，首先要正确选用PID调整器，PID调整器选型相对简单，对于有阅历的用户大多是根据自己的实践阅历来确定PID 调整器。
目前国内可供用户选用的PID调整器品牌和种类许多，高端PID调整器以“欧陆”品牌居首位，国产调整器“宇电”品牌市场占有率最高，但各行业应用对象的特性不相同，使用单位均需要依据按被控对象的特性来选用PID调整器。
（1）常规工艺参数掌握通常选用单回路PID调整器。
单回路调整器有一路信号输入，掌握设定及参数修改通过仪表参数设定完成。
（2）正反转掌握的电动执行机构选用的带伺服放大器阀位掌握调整器。
带伺服放大器阀位掌握调整器输入信号为两路（测量值和阀位反馈值），仪表将单回路PID调整器和伺服放大器功能融合在一起。
（3）假如被控对象需要不同时段以不同掌握指标进行过程掌握，应选用程序掌握调整器。
程序掌握调整器可以按时间分段设置不同的掌握目标值和PID参数，轻松实现工艺掌握要求。
（4）串级掌握通常由一台单回路PID调整器和一台外给定调整器构成，也可以选用一台可编程序调整器。
可编程序调整器功能强大，便于实现温度、压力、流量、液位PH、酸度、浑浊度等掌握项目的串级、选择、批量、交叉、比值、数学运算等简单的连续过程掌握，价格也略高。
（5）温控仪也是一种PID调整器，特殊是生产过程中要求对温度根据工艺曲线变化、超调小或无超调、控温稳定性好的场合，对温控仪的掌握效果就有些苛刻！在PID参数整定合理、掌握方案不存在问题状况下，不同厂家固化在PID调整器芯片内的掌握算法程序不同，不同品牌温控仪的温度掌握效果也就存在很大差别，所以再此特殊提示：不是全部名称为“温控仪”的仪表都能将温度掌握到你所期望到达的水平，选择需谨慎。
（6）全部数字调整器均P、I、D功能，但并不是全部工况都同时用到这三个功能，PID功能的选用参见下表：被掌握的变量PID调整器选择温度PID（同时使用比列、积分和微分）压力PI（使用比列、积分，不用微分）流量PI（使用比列、积分，不用微分）液位PI（使用比列、积分，不用微分）成分PID（同时使用比列、积分和微分）2、正确选择PID调整器正反作用数字调整器的正反作用是用软件通过参数设定来选择。
PID调节参数及方法
PID调节参数及方法PID控制是一种常用的自动控制方法，它可以根据系统的实时反馈信息，即误差信号，来调整控制器的输出信号，从而实现系统的稳定性和性能优化。
PID调节参数是PID控制器中的比例系数、积分系数和微分系数。
调节这些参数可以达到所需的动态性能和稳态精度。
下面将介绍PID调节参数及常用的调节方法。
1.比例系数（Kp）：比例系数用来调节控制器输出信号与误差信号的线性关系。
增大比例系数可以加快系统的响应速度，但可能会引起系统的超调和不稳定。
减小比例系数可以提高稳定性，但可能会导致系统的响应速度变慢。
调节比例系数的方法一般有经验法和试探法。
经验法：根据经验将比例系数初值设为1，然后逐渐增大或减小，观察系统的响应情况。
当增大比例系数时，如果系统的超调量明显增加，则应适当减小比例系数；相反，如果系统的超调量过小，则应适当增大比例系数。
反复调节，直到得到满意的响应。
试探法：根据系统的特性进行试探调节。
根据系统的频率响应曲线或步跃响应曲线，选择适当的比例系数初值，然后逐渐增大或减小，观察系统的响应。
如果系统的过冲量大，则应适当减小比例系数；如果系统的响应速度慢，则应适当增大比例系数。
反复试探调节，直到得到满意的响应。
2.积分系数（Ki）：积分系数用来补偿系统的静差，增加系统的稳态精度。
增大积分系数可以减小系统的稳态误差，但可能会引起系统的震荡和不稳定。
减小积分系数可以提高稳定性，但可能会导致系统的静差增大。
调节积分系数的方法一般有试探法和校正法。
试探法：将积分系数初值设为0，然后逐渐增大，观察系统的响应。
如果系统的震荡明显增强，则应适当减小积分系数；相反，如果系统的响应速度慢，则应适当增大积分系数。
反复试探调节，直到得到满意的响应。
校正法：根据系统的静态特性进行校正调节。
首先将比例系数设为一个适当的值，然后减小积分系数，直到系统的静差满足要求。
这种方法通常用于对稳态精度要求较高的系统。
3.微分系数（Kd）：微分系数用来补偿系统的过冲和速度变化，增加系统的相对稳定性。
pid调节参数设置口诀详解
pid调节参数设置口诀详解PID调节是控制系统中常用的一种调节方法，其调节参数的设置对系统性能的影响非常大。
在实际控制中，PID调节参数的设置往往是一项比较繁琐的工作，需要根据实际情况进行反复调整和优化。
本文将从PID调节的基本原理入手，详细介绍PID调节参数设置的口诀和实际应用技巧，帮助读者更好地掌握PID调节的调节方法和技巧。
一、PID调节的基本原理PID调节是一种反馈控制方法，其目的是通过对控制系统的输出信号进行反馈，控制系统的输入信号，使其达到预期的目标值。
PID 调节是通过对系统的误差进行反馈，对系统进行调节，使其达到预期的稳态工作状态。
其中，PID调节的三个参数分别为比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd，它们分别对应着PID调节器的三个部分：比例部分、积分部分和微分部分。
比例部分：比例系数Kp是PID控制器中比例部分的系数，它决定了输出与误差之间的线性关系。
当误差增加时，比例系数Kp会使输出增加，从而加速误差的消除。
积分部分：积分系数Ki是PID控制器中积分部分的系数，它决定了输出与误差积分之间的关系。
当误差积分增加时，积分系数Ki 会使输出增加，从而加速误差的消除。
微分部分：微分系数Kd是PID控制器中微分部分的系数，它决定了输出与误差微分之间的关系。
当误差微分增加时，微分系数Kd 会使输出减小，从而减缓误差的消除。
二、PID调节参数设置的口诀1、比例系数Kp的设置口诀比例系数Kp的设置是PID调节中最为重要的一项，它决定了控制系统的稳定性和响应速度。
一般来说，比例系数Kp的值越大，系统的响应速度越快，但稳定性越差；反之，比例系数Kp的值越小，系统的响应速度越慢，但稳定性越好。
比例系数Kp的设置口诀如下：（1）初始值：根据经验设置一个初始值，一般取系统的比例带宽的1/10左右。
（2）逐步增加：从初始值开始，逐步增加比例系数Kp的值，直到系统开始出现震荡。
（3）震荡边界：当系统开始出现震荡时，将此时的比例系数Kp 值作为震荡边界。
pid调节参数设置技巧
PID调节参数设置技巧1. 简介PID控制是一种常用的闭环控制算法，用于调节系统的输出使其与期望值尽可能接近。
PID控制器通过调节三个参数，即比例增益（Proportional Gain，简称P）、积分时间（Integral Time，简称I）和微分时间（Derivative Time，简称D），来实现对系统的精确控制。
在实际应用中，合适的PID参数的选择对于系统的稳定性和性能至关重要。
本文将介绍一些PID调节参数设置的技巧，帮助您更好地调节PID控制器。
2. 初始参数设定在开始调节PID参数之前，首先需要设定一组初始参数。
这些参数将作为起点，通过逐步调节的方式找到最适合系统的PID参数。
通常情况下，可以将P参数设定为一个较大的值，I参数设定为一个较小的值，而D参数设定为零。
具体的数值可以根据系统的特性和要求进行调整。
3. 步骤一：调节P参数P参数是比例增益参数，用于响应系统输出与期望值之间的差异。
当P参数过大时，系统输出可能会发生超调现象；当P参数过小时，系统回应速度可能会缓慢。
为了调节P参数，可以按照以下步骤进行： - 将P参数设定为一个较小的值，例如0.1。
- 观察系统的响应，检查是否有超调现象，以及系统是否能够快速达到期望值。
- 如果出现超调现象，可以逐步增大P参数，直到超调现象消失。
- 如果系统响应较慢，可以逐步减小P参数，直到系统能够快速达到期望值。
需要注意的是，P参数的调节通常是一个迭代的过程，需要多次试验和调整，以找到最适合系统的参数。
4. 步骤二：调节I参数I参数是积分时间参数，用于消除系统静差。
当I参数过大时，系统可能会产生积分饱和现象；当I参数过小时，系统的静差可能无法完全消除。
为了调节I参数，可以按照以下步骤进行： - 将I参数设定为一个较小的值，例如0.001。
- 观察系统的静差情况，如果系统的输出与期望值之间存在较大的差异，说明静差未能完全消除。
- 如果系统存在静差，可以逐步增大I参数，直到静差消失。
PID参数设置及调节方法
PID参数设置及调节方法1.什么是PID控制器？PID控制器是一种常用的闭环控制器，用于自动调节系统输出以使系统响应达到期望值。
PID控制器由三个部分组成：比例（Proportional），积分（Integral）和微分（Derivative）。
比例部分根据当前误差调整输出，积分部分根据过去误差的累积调整输出，微分部分根据误差的变化率调整输出。
2.PID参数PID控制器的性能取决于三个参数：比例增益（Kp）、积分时间（Ti）和微分时间（Td）。
PID参数越合理，系统响应越快、稳定。
3.PID参数设置方法设置PID参数的一般方法包括试验法、Ziegler-Nichols法和频率响应法等。
(1)试验法：通过对系统进行试验，手动调节PID参数，观察系统响应并调整参数至效果最佳。
试验法简单有效，但需要经验和时间。
(2) Ziegler-Nichols法：通过观察系统的临界响应，确定合适的PID参数。
Ziegler-Nichols法中共有三种方法：经验法、连续模型法和离散模型法。
这些方法根据系统的临界增益(Ku)和临界周期(Tu)计算PID参数。
经验法适用于简单的系统，连续模型法适用于具有较强非线性的系统，离散模型法适用于数字控制系统。
(3)频率响应法：通过对系统进行频率响应测试，根据系统的频率特性确定PID参数。
频率响应法需要用到系统的传递函数，适用于线性、时不变的系统。
4.PID参数调节方法当得到了初步的PID参数后，还需要进行参数调节才能达到期望的控制效果。
(1)手动调参法：根据系统的响应特性，手工调整PID参数。
首先将积分和微分增益设置为零，仅调整比例增益。
根据系统的超调量和调整时间，逐渐增加积分和微分增益，直到系统响应满足要求为止。
(2)自动调参法：利用自适应算法或优化算法自动调整PID参数。
自适应算法根据系统响应实时调整PID参数，如基于模型参考自适应控制（MRAC）算法。
优化算法通过目标函数最小化或优化算法最佳PID参数。
PID调节器的电路
采用可编程逻辑控制器（PLC）或微控制器（MCU），可以实现PID调节器电路的远程控制和编程控制， 方便系统的集成和扩展。
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比例调节器
根据输入信号与设定值的偏差，按比例输出控制 信号。
积分调节器
对输入信号与设定值之间的偏差进行积分运算， 以消除稳态误差。
微分调节器
对输入信号的变化率进行运算，以减小系统的动 态误差。
03
PID调节器电路的实现
硬件实现
模拟电路实现
通过使用电阻、电容和运算放大器等模拟元件，搭建PID调节器的硬件电路。 这种实现方式具有实时性好、稳定性高的优点，但调试复杂且容易受到环境温 度和元件老化等因素的影响。
电机控制系统
PID调节器电路用于控制电机的速度、 位置和转矩，广泛应用于数控机床、 机器人等领域。
家电领域
空调系统
PID调节器电路用于控制空调系统的温度和湿度，提供舒适的生活环境。
热水器
PID调节器电路用于控制热水器的加热温度，实现快速加热和节能的效果。
汽车领域
燃油喷射系统
PID调节器电路用于控制燃油喷射系统的喷 油量，提高燃油经济性和排放性能。
VS
详细描述
PID调节器由比例、积分和微分三个环节 组成。比例环节根据误差信号调整输出值 ，以减小误差；积分环节根据误差信号的 积分调整输出值，以消除长期误差；微分 环节根据误差信号的变化率调整输出值， 以提前预测并减小误差。三个环节协同作 用，实现PID调节器的控制效果。
PID调节器的特点
总结词
02
PID调节器电路的组成
输入部分
信号采集
负责采集系统或设备的状态信息 ，并将其转换为电信号。
PID口诀、参数调节要领
PID口诀、参数调节要领PID调节口诀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，调节质量不会低解释1：1、曲线漂浮绕大弯——指负载曲线是发散的，没有逐渐收敛到目标值上，这是非常失败的波形曲线，是调试不成功的。
2、曲线偏离回复慢——指负载曲线虽然不发散，逐渐收敛到了目标值上，但是收敛速度较慢。
这也算不上是调试得很成功的波形，还有需要优化的地方。
3、曲线波动周期长——这是指负载曲线要经过长时间的波动后，才能逐渐回到稳定值上。
即先要经过长时间的振荡，然后才能稳定在目标值上，也是不太理想的波形曲线。
4、曲线振荡频率快——这是指负载曲线频繁、快速的振荡，半天稳定不下来。
一般，出现这种波形的原因，是因为你的调节器调节力度太猛了，需要缓和一下。
可以通过减小调节器的比例P参数值，或增大积分时间常数I 参数的值，来达到缓和的目的。
/service/answer/solution.aspx?Q_id=46956&cid=1041解释2：PID调节顺口溜是人们在实践中总结的参数整定的大致方向，但实际的PID调节中需要不断的调整和完善，从而找到最佳的控制点。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例（P）、积分（I）、微分（D）计算出控制量来进行控制。
在PID控制器的参数设定中，PID算法涵盖了动态控制过程中的过去、现在、将来的主要信息。
其中比例P代表了当前的信息，起纠正偏差的作用，使过程反应迅速，但系统输出存在稳态误差；微分（D）在信号变化时有超前控制作用，代表将来的信息。
在过程开始时强迫过程进行，过程结束时减少超调，克服震荡，提高系统稳定性，加快系统的过渡过程。
PID调节方法
PID调节方法1、先调节P值（I、D均为0），使其调节速度达到要求。
P值增减先按倍数处理（乘2或除2），直到超越了要求，再将前后两个值取平均值。
2、再根据调节偏差处理I的取值，该值从大往小试验，温度调节初始值可以从10min开始，而流量、压力可以从1min开始。
直到偏差小到符合要求。
3、D值只在超调量过大时采用，取值从小往大试验，以超差幅度小于允许值，又不发生震荡为度。
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1，2. 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。
PID控制原理与PID参数的整定方法PID是比例、积分、微分的简称，PID控制的难点不是编程，而是控制器的参数整定。
参数整定的关键是正确地理解各参数的物理意义，PID控制的原理可以用人对炉温的手动控制来理解。
阅读本文不需要高深的数学知识。
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。
模拟式PID调节电路
湖南文理学院课程设计报告课程名称：电子技术课程设计院系：电气与信息工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：2011.6.23报告成绩：模拟式PID 调节电路的研究目录摘要 (I)ABSTRACT ......................................................................................................................................................... I I 第一章模拟式PID调节电路结构 (1)1.1基于PID调节规律的PID调节电路结构 (1)1.2PID调节电路结构之比较 (1)第二章并联式模拟PID调节电路单元分析 (2)2.1PID调节电路单元的基石 (2)2.1.1 反相比例电路 (2)2.1.2 积分电路 (3)2.1.3 基本微分电路 (3)2.2调节单元电路分析 (5)2.2.1 比例调节（P调节） (5)2.2.2 比例积分调节（PI调节） (5)2.2.3 比例微分调节（PD调节） (6)2.2.4比例积分微分调节 (7)2.3数字式调节模式选择单元分析 (8)第三章基于MULTISIM10的模拟式PID调节电路的仿真 (9)3.1积分、微分电路的仿真 (9)3.1.1 积分电路的阶跃响应及频率特性 (9)3.2.2 微分电路的阶跃响应及频率特性 (10)3.2并联式模拟PID调节单元仿真 (10)3.2.1 数字式调节模式选择单元仿真 (10)3.2.2 P调节电路的阶跃响应 (11)3.2.3 PD调节电路的阶跃响应 (11)3.2.4 PI调节电路的阶跃响应 (11)3.2.5 PID调节电路的阶跃响应 (11)总结 (14)参考文献 (15)致谢 (16)附录1 并联式模拟PID调节仿真电路 (17)附录2 并联式模拟PID调节电路 (18)附录3 并联式模拟PID调节电路元件明细表 (19)PID调节规律是自动控制系统中常见而典型的控制策略，其中模拟式PID器是最基本的实现手段与方式。
pid调节参数设置技巧
pid调节参数设置技巧
PID（Proportional-Integral-Derivative）调节器是一种自动控制的算法，能够根据反馈信号来控制一个系统的操作和其他系统变量，使之保持在指定范围之内。
PID调节技术可用于多个不同的系统；无论是基于温度的空调/应用，汽车的节油控制，工厂自动化，还是低空飞行正常性，都用到了PID调节技术。
PID调节过程中需要严谨的技巧，才能达到最佳效果，而设置参数则是影响效果最关键的部分。
在设置PID调节参数时，首先要确定输入和输出的期望变化范围，以确定所需的反馈循环，并确定PIDcontroller调节算法的优化参数。
其次，根据测量反馈信息，选择最佳参数，最常见的有三种，分别是比例常数（KP）、积分常数（KI）和微分常数（KD），它们均可影响反馈信号的稳定性，通过对其进行微调来完成最优PID调节参数设置。
此外，建议在PID调节过程中实时监测输出变量，以确保PID调节参数的准确性，因为环境因素和系统特性的不断变化会随时影响PID 调节参数的准确性，因此需要经常进行检查和调节。
通过以上技巧，我们可以有效的使用PID调节参数，来实现更好的控制，以改善目标系统的效能。
总之，正确的设置PID调节参数是非常重要的，要有细心和耐心，不断尝试和评估来实现最佳效果。
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控制器调试方法
PID控制器调试方法比例系数的调节比例系数p的调节范围一般是：0.1-100如果增益值取值0.1，PID调节器输出变化为十分之一的偏差。
如果增益值取值100，PID调节器输出变化为一百倍的偏差。
可见该值越大，比例产生的增益作用越大。
初调时，选小一点，然后慢慢调大，直到系统波动足够小时，再改调剂积分或者微分系统。
过大的P值会导致系统不稳定，持续震荡；过小又会使系统反应迟钝。
合适的值应该使系统由足够的灵敏度但又不会反应过于灵敏，一定时间的迟缓要靠积分时间来调节。
积分系数的调节积分时间常数的定义是，偏差引起输出增长的时间。
积分时间设为1秒，则输出变化100%所需时间为1秒。
初调时要把积分时间设置长些，然后慢慢调小直到系统稳定为止。
微分稀疏的调节微分值是偏差的变化率。
例如，如果输入偏差值线性变化，则在调节器输出侧叠加一个恒定的调节量。
大部分控制系统不需要调解微分时间。
因为只有时间滞后的系统才需要附加这个参数。
如果画蛇添足加上这个参数反而会使系统的控制受到影响。
如果通过比例、积分参数的调节还是收不到理想的控制要求，就可以调节微分时间，初调时把这个系数设小，然后慢慢调大，直到系统稳定。
PID调节到底是什么东西? 下面我来解说一下，如有不当请指正：经常看到有关PID调节问题书籍，看来看去看不懂他们再说什么。
还有一些技术员一提起PID调节，就摇头，搞不懂呀！那么PID调节的实质是什么？通俗的概念是什么？我们通过图1进行分析。
此主题相关图片如下插入校正网络的情况现在我们首先讨论自动控制系统引入比例积分PI的情况，见图4。
曲线PI（1）对阶跃信号的响应特性曲线，当t=0时，PI的输出电压很小，（由比例系数决定）当t>0时，输出电压按积分特性线性上升，系统放大系数Ue线性增大。
这就是说，当系统输入端出现大的误差时，控制输出电压不会立即变得很大，而是随着时间的推移和系统误差不断地减小，PI的输出电压不断增加，既，系统放大系数Ue不断线性增大。
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参数的如何设定调节
PID参数的如何设定调节PID控制器的参数设置是实现系统控制效果的关键。
正确地调整PID参数可以使系统具有良好的稳定性、响应速度和鲁棒性。
以下是几种常用的PID参数调节方法。
一、经验法1.调整比例系数Kp：首先将积分和微分时间设为零，调整Kp，增加其数值直至系统出现振荡；然后再进行小幅度调整，减小Kp，使系统稳定。
2.调整积分时间Ti：增大Ti有助于减小静态误差，但也会增加系统的响应时间和超调量；减小Ti会使系统的响应速度加快，但可能导致超调量增大。
可以根据实际需求进行调整。
3.调整微分时间Td：增大Td有助于提高系统的稳定性和抗干扰能力，但可能导致系统响应速度变慢；减小Td会使系统的响应速度加快，但可能导致稳定性下降。
可以根据实际需求进行调整。
二、Ziegler-Nichols法Ziegler-Nichols法是一种基于试探法的PID参数调节方法，主要包括以下步骤：1.调整比例系数Kp：将积分和微分时间设为零，逐渐增大Kp直至系统出现持续的震荡。
记录此时的Kp值为Ku。
2.根据Ku计算临界增益Kc：将Ku乘以0.6得到Kc。
3.根据Kc设置PID参数：将积分时间Ti设为临界周期Tu，将微分时间Td设为临界周期的1/8，比例时间Tc设为0。
即Ti=Tu，Td=Tu/8，Tc=0。
三、Chien-Hrones-Reswick法Chien-Hrones-Reswick法是基于负载响应的PID参数调节方法，适用于具有临界阻尼特性的系统。
1.通过软启动法确定系统的负载响应特性。
2.根据负载响应特性的时间常数和时间延迟来计算PID参数。
四、模糊方法模糊控制是一种基于模糊逻辑的控制方法，通过利用模糊集合和模糊推理来实现PID参数的自适应调节。
1.设计模糊化和模糊规则：将PID参数和系统输入、输出进行模糊化，然后设计一组模糊规则。
2.前向推理：根据当前的系统输入、输出和模糊规则，计算出PID参数的变化量。
3.反向推理：将计算的PID参数的变化量通过反模糊化得到具体的PID参数的值。
PID参数设置及调节方法
PID参数设置及调节方法PID控制器是一种通过对被控对象的测量值与参考值进行比较，并根据误差值来调整控制器输出的方法。
PID参数的设置和调节是PID控制的关键部分，合理的参数设置可以使系统稳定性和响应速度达到最佳状态。
本文将详细介绍PID参数的设置方法以及常用的调节方法。
一、PID参数设置方法：1.经验法：通过实际系统控制经验来设置PID参数。
a.暂时忽略I和D项，先将P参数设为一个较小的值进行试控，观察系统的响应情况。
b.根据实际系统的特性，逐渐增大P参数，直至系统开始发散或产生剧烈振荡，这时就找到了P参数的临界值。
c.根据实际系统的稳态误差，调整I参数，使系统能够快速消除稳态误差。
d.根据系统的动态响应情况，调整D参数，使系统的超调量和响应速度达到最优。
2. Ziegler-Nichols方法：利用开环实验数据来设置PID参数。
a.将系统工作在开环状态下，即没有反馈控制。
b.逐步增大控制器的P参数，直至系统开始发散或产生剧烈振荡，记下此时的P临界值Ku。
c.通过实验得到的P临界值Ku，可以根据以下公式得到PID参数：-P参数：Kp=0.6*Ku-I参数：Ti=0.5*Tu-D参数：Td=0.125*Tu其中，Tu为系统开始发散或产生剧烈振荡时的周期。
3. Cohen-Coon方法：利用闭环实验数据来设置PID参数。
a.在系统工作在闭环状态下，进行阶跃响应实验。
b.根据实验得到的曲线，计算响应曲线的时间常数T和该时间常数对应的增益K。
c.根据以下公式计算PID参数：-P参数：Kp=0.5*(K/T)-I参数：Ti=0.5*T-D参数：Td=0.125*T二、PID参数调节方法：1.手动调节法：通过观察系统响应曲线和实际系统需求来手动调整PID参数。
a.调整P参数：增大比例系数可以加快系统的响应速度，但可能会引起系统的振荡；减小比例系数可以减小系统的超调和振荡，但可能会导致响应速度过慢。
b.调整I参数：增大积分系数可以消除系统的稳态误差，但可能会使系统响应速度变慢或产生振荡；减小积分系数可以减小系统的超调和振荡，但可能会引起稳态误差。
(完整word版)模拟电路PID调节器.doc
实验开放课题结题报告设计课题：PID 调节器的设计专业班级：04 电子科学与技术学生姓名：骆炳福何青丽冯立平指导教师：曾祥华设计时间：2006年 8 月 10 日题目： PID 调节器的设计一、设计任务与要求1.设计一个负反馈放大电路2.能实现比例运算电路、积分电路和微分电路的功能二、方案设计与论证设计一个 PID 调节器，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，比例积分微分（ PID）控制包含比例（ P）、积分（ I ）、微分（ D）三部分，实际中也有 PI 和 PD 控制器。
上图中给出了一个 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表示如下：公式中表示误差、控制器的输入，是控制器的输出，为比例系数、积分时间常数、为微分时间常数。
式又可表示为：公式中和分别为和的拉氏变换，，。
、、分别为控制器的比例、积分、微分系数。
三、单元电路设计与参数计算分析：上面电路中的输入支路和反馈支路中都有电阻、电容元件，因此直接在时域里求出输出与输入的关系比较困难。
如果先在S 域里求出电路的传递函数（即输出与输入的关系），再利用拉氏反变换得到时域里的输出与输入的关系，这样就比较容易些。
设由图可知在对上式进行拉氏反变换，因 S 表示微分， 1/S 表示积分。
S 一次方表示微分一次，二次方表示微分两次， S 负一次方表示积分一次，负两次方表示积分两次。
因此式中的第一、第二项表示比例运算，第三项表示微分运算，第四项表示积分运算，所以上述电路的输出输入关系为比例 - 积分 - 微分运算，又称为 PID 运算。
在自动控制系统中经常用作为 PID 调节器。
四、总原理图及元器件清单分析：根据“虚短”和“虚断”的原则，根据 u p u n0N点的电流方程为 ...........i f i 1 i c1........i c1 C 1 du........... i u 1 dt R 1输出电压 U 等于 R 上电压 u 和 C 上电压 u 之和，而U r 2 iR R 2 U 1 R 2 C 1du 1R 1 dtU c2 1 i dt 1 C 1 dudtdt u 1 dtC 2 C 2 dt R 1C 1 u 1 1 u 1 dtC 2 R1C 2所以U 0 R 2 C 1 U 1 R 2 C 1 du1 udtR 1 C 2 dt R1C 2因为电路中含有比例、积分、微分运算，故称之为PID 调节器。
PID知识点大全（附参数整定口诀），一份足够啦
PID知识点大全（附参数整定口诀），一份足够啦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。
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实验开放课题结题报告设计课题：PID调节器的设计
专业班级：04电子科学与技术
学生姓名：骆炳福何青丽冯立平
指导教师：曾祥华
设计时间：2006年8月10日
题目：PID调节器的设计
一、设计任务与要求
1.设计一个负反馈放大电路
2.能实现比例运算电路、积分电路和微分电路的功能
二、方案设计与论证
设计一个PID调节器，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，比例积分微分（PID）控制包含比例（P）、积分（I）、微分（D）三部分，实际中也有PI和PD控制器。
上图中给出了一个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表示如下：
公式中表示误差、控制器的输入，是控制器的输出，为比例
系数、积分时间常数、为微分时间常数。
式又可表示为：
公式中和分别为和的拉氏变换，，。
、、分别为控制器的比例、积分、微分系数。
三、单元电路设计与参数计算
分析：上面电路中的输入支路和反馈支路中都有电阻、电容元件，因此直接在时域里求出输出与输入的关系比较困难。
如果先在S域里求出电路的传递函数（即输出与输入的关系），再利用拉氏反变换得到时域里的输出与输入的关系，这样就比较容易些。
设
由图可知
在对上式进行拉氏反变换，因S表示微分，1/S表示积分。
S 一次方表示微分一次，二次方表示微分两次，S负一次方表示积分一次，负两次方表示积分两次。
因此式中的第一、第二项表示比例运算，第三项表示微分运算，第四项表示积分运算，所以
上述电路的输出输入关系为比例-积分-微分运算，又称为PID运算。
在自动控制系统中经常用作为 PID调节器。
四、总原理图及元器件清单
分析：根据“虚短”和“虚断”的原则，
输出电压U 等于R 上电压u 和C 上电压u 之和，而
()()()()()()()dt
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12121120121112111121212所以
因为电路中含有比例、积分、微分运算，故称之为PID 调节器。
当R=0时，电路只有比例和积分运算部分，称之为PI 调节器；当C=0时，电路只有比例和微分运算部分，称之为PD 调节器；根据控制中的不同需要，采用不同的调节器
元件清单
五、安装与调试
根据电路图用电烙铁焊接上各个元器件，焊接完毕后检查各连线。
当R=0时，
电路只有比例和积分运算部分，称之为PI 调节器，输出电压和输入电压的关系
式为：()()()()()()()()⎰-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-=udt C R U C C R R U 211
121120 当C=0时，电路只有比例和微分运算部分，称之为PD 调节器，输出电压和
输入电压的关系式为：()()()()()()()()dt du C R U C C R R U 12121120-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+-=
六、性能测试与分析:
（一）当输入为正弦信号：
1、R1=5K Ώ R2=2.5 K Ώ C1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合比例关系。
2、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合积分关系。
3、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合微分关系。
4、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10mF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合正弦比例关系。
5、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合比例微分关系。
（二）、当输入为三角波：
1、R1=5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合比例关系。
2、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合积分关系。
3、R1=5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合微分关系。
4、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合比例积分关系。
5、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合比例微分关系。
（三）、当输入为方波信号
1、R1=5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合比例关系。
2、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合积分关系。
3、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合微分关系。
4、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合比例积分关系。
5、R1=2.5KΏR2=2.5 KΏC1=C2=10μF f=10HZ V=3v
从图中分析可知：输出与输入的关系符合比例微分关系。
七、结论与心得
通过这次开放性实验，使我们比较深入地掌握了负反馈放大电路的设计方法，以及比例运算电路、微分电路和积分电路的设计方法；并且学会了制作电路，熟练了电路焊接方法以及掌握调试方法与测试参数；同时还提高了我们的动手能力和测试技术能力。
八、参考文献
［１］童诗白、华成英《模拟电子技术基础》第三版
［２］http:// bbs. ekv. cn/（PID调节概念及基本原理--千伏网）
［３］李万成、谢红《模拟电子技术基础实验与课程设计》
［４］王港元《电工电子实践指导》。