过程控制回路PID参数整定
pid参数的整定过程
pid参数的整定过程
PID（比例-积分-微分）控制器是一种常用的反馈控制器，用于调节和稳定系统。
PID控制器的参数整定过程通常包括以下几个步骤：
1.初始参数设定：根据系统的性质和需求，设置PID控制器的初
始参数。
通常情况下，可以将三个参数（比例增益Kp、积分时
间Ti、微分时间Td）都设为一个较小的初始值。
2.比例增益调整：从零开始逐步增加比例增益Kp的数值，观察
系统响应的变化。
如果Kp过小，系统响应可能过慢；如果Kp
过大，系统可能会出现超调或不稳定的情况。
通过不断调整Kp
的数值，直到找到一个合适的值，使得系统响应快速且稳定。
3.积分时间调整：在找到合适的Kp之后，开始调整积分时间Ti
的数值。
增大Ti会增加积分作用的影响，降低控制器对于持续
偏差的敏感度。
然而，过大的Ti可能导致系统响应的延迟和振
荡。
通过逐步调整Ti的数值，找到一个使系统响应稳定且快速
的值。
4.微分时间调整：在完成比例增益和积分时间的调整后，可以开
始调整微分时间Td的数值。
微分作用可以抑制系统响应中的
过冲和振荡，并提高系统的稳定性。
然而，过大的Td可能会引
入噪声的放大。
通过逐步调整Td的数值，找到一个能够平衡系
统响应速度和稳定性的值。
5.反复迭代：整定PID参数是一个迭代的过程。
一旦完成了上述
步骤，需要对整个系统进行测试和观察，以确定参数的最佳组合。
如果发现系统仍然存在问题，可以根据实际情况再次进行参数调整，直到达到满意的控制效果。
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。
过程控制系统PID控制器的参数整定意义
积分饱和示例
单回路系统积分饱和现象举例
单回路系统积分饱和仿真结果
单回路系统的防积分饱和原理
ysp(t) e(s)
＋
KC ＋
－
＋
d(t)
v
广义
＋ ＋
对象
y(t)
1 TI s 1
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。
积分外反馈
积分分离
PID控制器的作用
比例作用P是基本控制作用，输出与输入无 相位差。Kc越大控制作用越强，随着Kc 的 增加(比例度δ减小) ，余差下降，最大偏 差减小，但稳定性变差。
控制器增益 Kc或比例度δ
但稳定增性益下K降c 的；增大（或比例度δ下降），使系统的调节作用增强，
积分时间Ti
但控制积系分统作的用稳的定增性强下（降即；Ti 下降），使系统消除余差的能力加强，
微分时间Td
性得到微加分强作，用但增对强高（频即噪T声d 增起大放）大，作可用使，系主统要的适超合前于作特用性增滞强后，较稳大定的 广义对象，如温度对象等。
假设测量范围为 200 ~ 400 ℃, Kp = 1.75, Tp = 10 min, τ = 7 min. Kc = 0.98, Ti = 14 min, T“积分饱和”问题
ysp(t)
＋ －
K
C
ççèæ1
1 TI s
÷÷øö
u
d(t)
v
广义
＋ ＋
对象
y(t)
响应曲线
u(t) u0
0
y(t)
p y0
τT
T0
T1 T2
u1 y1
T3
对象的近似模型：
y(s) Kp es u(s) Tps1
PID参数调节原理和整定方法(1)
PID参数调节原理和整定方法
CS3000系统PID参数整定方法
增大比例系数P一般将加快系统的响应，在有静 差的情况下有利于减小静差，但是过大的比例系 数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳 定性变坏。
增大积分时间I有利于减小超调，减小振荡，使 系统的稳定性增加，但是系统静差消除时间变长。
因此希望优秀的工艺人员与用心的仪表人 员共同努力，共同提高我们国际化的大石 化自控率，同时也为减轻大家的劳动强度。
PID参数调节原理和整定方法
CS3000 仪表面板
位号
位号注释
功能块模式 测量值
位号标志 报警状态
设定值
输出值
输出指针 测量值棒状图
工程单位
测量值上限 报警设置 设定值指针
测量值下限
PID参数调节原理和整定方法
CS3000 仪表面板
输出值指针 设定值指针 功能块模式 报警状态 位号 位号注释 位号标志 测量值棒状图 测量值上下限 工程单位
P比例调节
P：比例调节
在P调节中，调节器的输出信号u与偏差信号e成比例， 即 u = Kc e （kc称为比例增益）
但在实际控制中习惯用增益的倒数表示 δ =1 / kc (δ称为比例带)
不同的DCS使用不同的参数作为P的调节参数，以CS3000 为例，选用δ 比例带为调节参数，单位％。可以理解为：
P：比例带；值越大，作用越弱。单 位：%
I：积分时间；值越大，作用越弱， 单位：分钟（m）
D：微分时间；值越大，作用越强， 单位：分钟（m）
PID参数含义均与CS3000一致，但要 注意积分和微分时间，为分钟。
手动/自动 切换
PID控制算法精华和参数整定三大招
PID控制算法精华和参数整定三大招PID是闭环控制算法在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器是应用最为广泛的一种自动控制器。
它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象──“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象，PID控制器是一种最优控制。
PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、PD、…）。
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。
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。
PID控制器结构PID控制系统原理结构框图对偏差信号进行比例、积分和微分运算变换后形成一种控制规律。
“利用偏差，纠正偏差”。
模拟PID控制器模拟PID控制器结构图PID控制器的输入输出关系为：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。
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参数的工程整定方法
PID参数的工程整定方法1.试误法试误法是一种通过观察系统响应特性来调整PID参数的方法。
该方法主要分为两步：首先设置合理的比例增益Kp，使系统实现最佳超调；然后根据实验结果，调整积分时间Ti和微分时间Td，达到使系统快速稳定的目标。
步骤如下：1.1设置比例增益Kp，通过手动调节Kp，使系统响应产生一定的超调，并确定合适的超调量。
1.2根据超调量的大小，选择合适的积分时间Ti和微分时间Td。
-当超调较小，可以选择较大的积分时间和微分时间，以提高系统响应速度。
-当超调较大，可以选择较小的积分时间和微分时间，以减小系统超调。
2.经验公式法经验公式法是一种基于经验公式的快速整定方法，适用于一些常用的控制对象类型和工程实践中的经验总结。
它通常包括以下公式：-平稳过程：Kp=0.5Kc，Ti=3.33τ，Td=0.83τ-快速过程：Kp=0.3Kc，Ti=2τ，Td=0.5τ-慢速过程：Kp=0.2Kc，Ti=4τ，Td=τ上述公式中，Kc为临界增益，τ为对象的时间常数。
根据不同的控制对象类型，选择对应的公式进行初始参数整定，然后根据实际情况进行微调。
3. Ziegler-Nichols整定法Ziegler-Nichols整定法是一种基于系统临界增益的整定方法，该方法通过寻找系统的临界增益和周期来确定PID参数。
步骤如下：3.1将比例增益Kp调至最小值，然后逐渐增加Kp，直至系统发生持续的限幅振荡，记录此时的Kp值和周期Tp。
3.2根据所选择的整定方法，计算得到合适的PID参数：-P控制器：Kp=0.5Ku-PI控制器：Kp=0.45Ku，Ti=0.85Tp-PID控制器：Kp=0.6Ku，Ti=0.5Tp4.优化方法优化方法利用优化理论和算法，通过对系统特性的建模和参数优化求解，得到更优的PID参数配置。
常用的优化方法包括遗传算法、粒子群优化算法、模拟退火算法等。
优化方法首先需要建立系统的数学模型，并确定优化的目标函数，如稳定性、超调、控制精度等。
PID整定方法
整定方法基础知识：1、比例系数（KP）加大，使系统的动作灵敏，速度加快，振荡次数增多，调节时间变长。
当比例系数太大时，系统会趋于不稳定，比例带（PB）是比例系数的倒数对回路的影响效果与KP 相反。
2、因为单纯增大P 的方法减小余差的同时会使系统的超调量增大，破坏了系统的平稳性，而积分环节的引入可以与P 控制合作来消除上述的副作用，积分时间（TI）越大，作用越弱。
3、大多数工业过程只需使用PID 控制器的两个参数（比例和积分）即可有效控制。
微分在噪声面前的反应很差，会导致最终控制元件的损耗加大。
由于大多数生产过程都有噪声，因此通常不使用微分。
4、调节器的正作用：当PV>SV，MV 需要开大时为正作用；反之为反作用。
在整定回路PID 参数前应该做以下工作：1、PID 整定需考虑以下几点：回路应快速执行还是缓慢执行？超调是否可以容忍？控制器输出是否可以尽可能变化？控制器设定值是否经常变化？回路是否必须克服过程干扰？控制目标将决定要使用的整定方法的类型。
2、分析回路震荡原因。
振荡可能来自控制回路内部（正反作用、组态问题、量程问题、参数不合适等），也可能是由外部因素（阀门卡、仪表不准等）引起的。
振荡也可能是两个或多个控制回路之间周期性相互作用的结果。
为了寻找可能引起振荡的原因，应将控制器置于手动模式，以查看振荡是否停止。
如果在控制器处于手动模式时振荡仍然存在，则振荡源自回路外部，对于具体震荡应该找到具体原因，解决后再试投用。
3、对于需要由手动投自动的回路，应该认真观察回路的前期趋势，如果存在明显异常（如MV 值未改变，PV 值大幅改变），安全起见不建议新手练习投自动。
4、当阀门连续变化时，测量值不连续变化，而阀门变化到一定量，测量值突变，可能阀门卡或或者仪表精度低造成的。
5、投用自动或调整PID 参数前，应该认真观察回路以前的手动操作习惯，找到输出值得最大最小值并且给MV 设定上限及下限以保证装置安全运行。
PID参数的整定方法
PID参数的整定方法PID控制器是目前最常用的控制算法之一，其调节参数（也称为PID 参数）的合理设置对控制系统的性能起着关键作用。
下面将介绍几种常用的PID参数整定方法。
1.经验法：经验法是最为简单直接的方法，通常由经验工程师根据自身经验来设定PID参数。
这种方法适用于一些简单的控制系统，但是对于复杂的系统来说，由于经验法不能提供具体的参数值，容易出现性能较差的情况。
2. Ziegler-Nichols 整定法：Ziegler-Nichols 整定法是PID参数整定中较为经典的方法，其步骤如下：-首先将PID控制器的I和D参数设置为零。
-逐渐增大比例参数（P）直到系统出现持续且稳定的振荡。
-记录此时的比例参数为Ku。
- 根据不同的控制对象类型，Ziegler-Nichols方法会有不同的参数整定公式，常见的有：-P型系统：Kp=0.50Ku，Ti=0.50Tu，Td=0.125Tu-PI型系统：Kp=0.45Ku，Ti=0.83Tu，Td=0.125Tu-PID型系统：Kp=0.60Ku，Ti=0.50Tu，Td=0.125Tu其中Ku为临界增益值，Tu为临界周期。
3. Chien-Hrones-Reswick (CHR) 整定法：CHR整定法基于频域设计方法，通过系统的频率响应曲线来确定PID参数。
其步骤如下：-绘制系统的频率响应曲线（一些软件和仪器可以直接测量）。
-根据曲线的特征，确定比较慢的过程的时间常数τ和极点频率ωp。
-根据以下公式得到PID参数：-P参数：Kp=2/（ωpτ）-I参数：Ti=τ/2-D参数：Td=τ/8不能掉进方法的误区，如超调范围不合适，调节周期过大或周期过小时，传递函数为微分型等。
4.设计优化法：设计优化法是基于性能指标的优化算法，通过对系统的模型进行优化，得出最佳的PID参数。
这种方法较复杂，通常使用数学工具或计算机软件进行参数优化。
常见的优化算法有遗传算法、粒子群算法等。
pid参数整定口诀
pid参数整定口诀PID参数整定是控制工程中非常重要的一个环节，直接影响到系统的稳定性和控制性能。
PID参数整定的目标是使系统具有快速的响应速度、稳定的控制效果和较小的超调量。
为了帮助大家更好地理解和记忆PID参数整定的口诀，下面将介绍一个常用的PID参数整定口诀。
PID参数整定口诀：走极限，求权重，看超调。
第一步，走极限。
在进行PID参数整定之前，需要通过手动调节控制器的输出信号，使系统输出达到一个较大的稳定数值。
这个数值要足够大，以使得系统的控制效果能够体现出来。
通过走极限可以确定系统的主要时间常数和响应速度，为后续的参数整定提供依据。
第二步，求权重。
根据系统的特性，我们可以通过试探或者理论计算的方法来确定PID参数的权重比例。
权重比例的选择取决于系统的稳定性和超调量要求。
一般来说，比例参数越大，系统的响应速度越快，但也容易引起较大的超调量；而积分参数对系统的稳定性有很大的影响，可以用来消除系统的静差；微分参数则主要用来抑制系统的振荡或缓解系统的超调。
第三步，看超调。
在确定了PID参数的权重比例之后，我们需要观察系统的超调量来调整PID参数。
超调量是指系统在过渡过程中最大超过目标值的幅度。
通过观察和分析系统的动态响应，可以逐步调整PID参数，减小超调量并提高系统的控制性能。
PID参数整定口诀“走极限，求权重，看超调”简单明了地概括了PID参数整定的基本步骤和要点。
通过走极限来确定系统的时间常数和响应速度，再通过求权重来确定PID参数的比例、积分和微分参数，最后通过观察和分析超调量来调整参数，以达到系统稳定且控制性能优良的效果。
需要强调的是，PID参数整定是一个经验性的工作，需要结合具体的控制对象和系统要求来进行调整。
口诀只是一个指导性的工具，实际操作中还需要进一步考虑系统的稳定裕度、响应速度要求以及控制器的增益范围等因素。
总之，PID参数整定是控制工程中非常重要的一步，正确的参数设定可以使系统的控制效果更加稳定和优良。
PID参数整定方式
PID参数整定方式为了使PID控制器能够在实际控制过程中具有较好的性能，需要对PID参数进行合理的整定。
PID参数整定方法有很多种，下面将介绍几种常见的整定方法。
1.试-误整定法：试-误整定法是最常见的整定方法之一，通过不断试验和观察系统的响应，调整PID参数，直到满足控制要求。
这种方法的优点是简单易行，但由于需要进行大量试验，整定过程较为繁琐，而且可能造成系统过度振荡或不稳定。
2.经验法整定：经验法是基于经验公式进行PID参数整定的方法。
常用的经验公式有：Ziegler-Nichols方法、Chien-Hrones-Reswick方法等。
这些公式通过对系统的开环和闭环响应进行分析，得出相应的参数整定公式。
这种方法的优点是较为简单和直观，缺点是不适用于不同的系统和工况。
3.频率响应法整定：频率响应法是通过对系统的频率特性进行分析，来确定PID参数的方法。
常用的方法有：奈奎斯特曲线法、波特曼图法等。
这些方法借助于系统的频率特性图形，通过观察曲线的形状和特点，确定PID参数。
这种方法的优点是适用范围广，适用于不同的系统类型和工况，但缺点是需要一定的专业知识和技巧。
4.优化算法整定：优化算法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等。
这些算法通过不断优化PID参数，使系统响应达到最优或接近最优。
这种方法的优点是较为灵活和智能化，能够得到较好的参数整定结果，但缺点是计算复杂度较大，需要较高的计算资源和时间。
综上所述，PID参数整定是针对特定系统和工况而进行的调整过程，不同的整定方法适用于不同的控制要求和应用场景。
在实际应用过程中，可以根据系统特点和控制要求选择合适的整定方法，并通过试验和优化来调整PID参数，以实现最佳控制效果。
PID控制中如何整定PID参数
PID控制中如何整定PID参数PID控制器是一种常用的自动控制算法，它根据被控对象的误差和误差的变化率来调整控制量，以实现对被控对象的稳定控制。
PID参数的选择对控制系统的性能和稳定性至关重要。
在本文中，将介绍PID参数整定的基本方法和几种常用的整定方法。
1. 要素模型法（Ziegler-Nichols法）要素模型法是一种基于试控法的PID参数整定方法。
该方法通过微调比例增益Kp，使系统产生持续且稳定的振荡，然后根据振荡的周期和幅值来计算PID参数。
具体步骤如下：步骤1：将积分时间Ti和微分时间Td先设为0。
步骤2：增加比例增益Kp，直至系统开始产生持续的振荡。
步骤3：记录振荡的周期P，以及振荡的峰值值（或两个连续峰值之间的差值）A。
步骤4：根据P和A计算出合适的PID参数：-比例增益Kp=0.6*(A/P)-积分时间Ti=0.5*P-微分时间Td=0.125*P要素模型法整定PID参数的优点是简单易行，但是该方法只适用于二阶系统，对于高阶系统或非线性系统不适用。
2.建模法（模型整定法）建模法是一种基于模型的PID参数整定方法。
该方法需要对被控对象进行实验或建立数学模型，并根据模型参数来选择合适的PID参数。
具体步骤如下：步骤1：通过实验或数学建模，得到被控对象的数学模型。
步骤2：分析模型的稳定裕度和相应性能要求，如超调量、调节时间等。
步骤3：根据模型参数，选择合适的PID参数。
常用的方法有经验法、频域法和根轨迹法等。
经验法是基于经验或规则的PID参数整定方法，根据系统的动态特性、稳定性要求和超调量要求等，选择合适的PID参数。
例如，对于快速响应的系统，通常选用较大的比例增益和积分时间，较小的微分时间；对于需要减小超调量的系统，通常减小比例增益和微分时间，增大积分时间。
频域法是基于频率响应的PID参数整定方法，通过分析系统的开环频率响应曲线，选择合适的相位裕度和增益裕度，从而得到合适的PID参数。
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。
过程控制-单回路PID控制、PID的参数整定、实用数字PID及相关技术-文档资料
如何确定PID参数？
PID控制器的 参数整定与应用
PID参数对控制性能的影响
控制器增益 Kc或比例度δ
增 定益性下Kc降的；增大（或比例度δ下降），使系统的调节作用增强，但稳
积分时间Ti
积 制分系作统用的的稳增定强性（下即降；Ti 下降），使系统消除余差的能力加强，但控
电流转变为气压来操纵阀门
数字计算和通讯
手动操作
信号在局域网中传输， 传感器和阀门也可带有微处理器！
机械装置
气动设备 电动设备
数字PID
数字计算
数字计算 和通讯
信号采用数字传输
电流转变为气压来操纵阀门
数字控制
为什么？
数字控制采用分布式网络结构
操作站
操作站
数字通讯
(s)
Kc
(1
1 Ti s
)
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。
积分作用Ti对控制性能的影响
理想的比例积分微分PID控制器
u
Kc
(e
1 Ti
t
edt
0
Td
d ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱt)
Kd
Td s 1
+
u (t)
Kv Tvs 1
K p exp( s) + Tps 1
y (t)
Km
z (t)
Tms 1
假设控制输入u (t)与干扰输入d (t)均为阶跃信号，要求显示 输入对被控变量y (t)及其测量z (t)的动态响应。
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。
浙大工业过程控制-4.PID控制器的参数整定及其应用
2
pid控制器通过比较压力设定值与实际值之间的 误差，不断调整气瓶的阀门或泵的工作状态，从 而实现对压力的精确控制。
3
在压力控制系统中，pid控制器能够快速响应压 力的变化，并自动调整气瓶的阀门或泵的工作状 态，确保压力的稳定。
05 结论
pid控制器的发展趋势
智能化
随着人工智能和机器学习技术的发展，PID控制器将逐渐实现智能 化，能够自适应地调整参数，提高控制精度和稳定性。
详细描述
智能优化算法利用人工智能和优化算法，如遗传算法、粒子群算法等，自动确 定PID控制器的参数。这种方法能够处理高度非线性、不确定性和时变性的系统， 但需要较高的计算资源和较长的计算时间。
04 pid控制器的应用实例
液位控制系统
液位控制系统是pid控制器最常见的应 用之一。通过pid控制器，可以精确控 制液位的高度，使其保持在设定的范 围内。
浙大工业过程控制-4.pid控制器的 参数整定及其应用
目录
• 引言 • pid控制器的基本原理 • pid控制器的参数整定方法 • pid控制器的应用实例 • 结论Fra bibliotek01 引言
背景介绍
工业过程控制是实现工业自动化和智 能化的重要手段，而PID控制器作为 一种经典的控制算法，在工业过程控 制中得到了广泛应用。
PID控制器具有结构简单、易于实现、 鲁棒性强等优点，适用于各种线性或 非线性系统。
pid控制器的重要性
PID控制器在工业过程控制中发挥着至关重要的作用，能够提高系统的控制精度 、稳定性和响应速度，从而提高生产效率和产品质量。
PID控制器的参数整定是实现其优良性能的关键，需要根据不同的控制系统和工 况进行合理调整。
在液位控制系统中，pid控制器能够快 速响应液位的变化，并自动调整水泵 的工作状态，确保液位高度的稳定。
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（二). PID参数整定技巧 1.P、I、D的含义 P:比例度
P值越大，比例作用越弱；P值越小，比例作用越 强。作用：用来克服最大偏差。
I：积分时间 I值越大，积分作用越弱；I值越小，积分作用越强。
作用：用来克服余差。
D：微分时间 D值越大，微分作用越强；D值越小，微分作用 越弱。微分作用具有超前调节作用，用来减小容量
2.由于化工生产操作管道化、流程化、全封闭化等特点，尤其是现代化 的化工企业自动化水平很高，工艺操作与检测仪表休戚相关，因此工艺人 员常通过检测仪表显示的各类工艺参数，诸如反应温度、物料流量、容器 的压力和液位、原料的成分等等来判断工艺生产是否正常，产品质量是否 合格，并根据仪表指示做出提量或减产、甚至停车等决定。
第二：不同的对象它的特性不同，响应时间快慢不同， 选用的PID参数形式不固定；大滞后的流量也应加微分。
第三：淡化4：1曲线，避免控制阀的波动造成装置其他 环节的波动。4：1衰减是单回路PID整定的要求，对于 工艺装置的PID整定，为避免装置的前后波动，最好是 一次整定平稳，控制阀在小范围内波动。
定，而是将比例度整定得很大。 串级均匀控制系统的主控制器一般都采用纯比例作
用，只有在要求较高时，为了防止偏差过大而超过允许范 围，才引入适当的积分作用。
位等。常采用纯比例控制。 b.对于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数
不允许有余差的系统。常采用比例积分控制。 c.部分罐体较大，容量较大的液位调节系统，采用比
例积分控制的同时，有时也加入微分调节。 d.简单均匀控制系统的控制规律，一般都采用纯比例 作用。比例度不能按4：1（或10：1）衰减振荡过程来整
过程控制回路PID参数整定
黎瑞生
2009年8月20
讲解内容
一、仪表与工艺操作之间的关系 二、整定PID参数必须熟悉工艺流程 三、当前PID参数整定的症结 四、 PID参数整定前的分析 五、控制回路PID参数整定
一、仪表与工艺操作之间的关系
仪表与工艺生产的关系
1. 化工（石化）生产过程中经常出现仪表故障现象。由于检测与控制 过程中出现的故障现象比较复杂，正确判断、及时处理仪表故障，不但直 接关系到化工生产的安全与稳定，涉及到化工产品的质量和消耗，而且也 最能反映出仪表工实际工作能力和业务水平，也是仪表工能否获得工艺操 作人员信任、彼此配合密切的关键。
五、仪表控制回路的组成
1.单回路控制
检测
PID调节
执行机构 对象
2.复杂回路控制
检测1
PID调节1
PID调节2 检测2
执行机构
对象
说明
1.单回路控制，只有一个检测器、一个控制 器、一个控制阀组成的控制回路。
2.复杂控制回路，通常都有多个检测器、多 个控制器、一个或多个控制阀组成的控制回 路。
低压含硫气体
压缩
压
机
缩
机
分
液
混 合
加 原料油 氢 过滤器
原
料 原料泵
R2101
加
高
加热
氢
压
炉
反
分
应
离
混氢
器
器
注水
寒流污水
缓蚀剂
含硫气体去脱硫
低
分
七
去
分
焦 化
液
罐
稳
定
低
分
塔
压
流
分
塔
压精致柴油换热低分油同流罐轻石脑油 出装置
稳 定 汽 油
三、当前PID参数整定的症结
第一：DCS中PID控制的形式固定，无论是温度、液位、 压力等不同的对象，不同的特性应选用不同的组态PID 块，而不能都选用默认的PID块。
六、控制回路PID参数整定
过 程 变 量
超调量
0
最大偏差
余差
用积分作用 克服
给定值
时间
用比例度P限制
（一）PID参数整定前的分析
以流量测量回路为例
流
量 波 动
自动/手动 切换
原因分析
波动
不波动
调整PID参数
1、工艺管道量波动
2、管线多路抢量 3、一次表有故障 4、定位器振荡 5、线路存在故障
3.仪表指示出现异常现象（指示偏高，偏低，不变化，不稳定等等）本 身包含两种因素：
一是工艺因素，仪表忠实的反映出工艺异常情况；
二是仪表因素，由于仪表（测量系统）某一环节故障而出现工艺参数
误指示。这两种因素总是混淆在一起，很难马上判断出来，有经验的工艺
操作人员往往首先判断是否是工艺原因。
图1－1DCS控制系统
DDC PID控制
DCS
PID控制
FCS PID控制
二、常压焦化工艺流程说明
不凝气
石脑油去重整
分液罐
焦 炭 焦炭 塔
电 脱
闪 蒸
常
常一、
压
二去加氢
加
盐
塔
塔
热
炉
渣油
F-101A/B 对流
常压炉
油气分离罐
压缩
焦 化 分
吸
收 塔解
析
馏 塔
塔
再
吸 收稳
定
塔
干气去硫磺脱硫
稳定汽油去 加氢
加氢工艺流程
滞后。
2.看曲线走势调整PID参数 流量测量回路
具有控制通道滞后较小、响应快、 负荷变化不大的特点。 a.一次表加大适当的阻尼时间 b.比例度不能放的太小 c.积分时间可以适当放小
液位检测回路参数整定 a.对于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有 提出无差要求的系统，如中间贮槽的液位、精馏塔塔釜液