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PID调节参数设置
PID调节参数设置PID调节参数设置是控制系统中常用的一种方法，它通过对系统的反馈信号进行处理，计算出一个控制信号，使系统输出达到期望值。
PID调节中的参数包括比例系数Proportional coefficient (kp)，积分时间Constant (Ti)，微分时间Constant (Td)。
这三个参数的合理设置对于系统的稳定性和响应速度都有重要影响。
首先是比例系数kp，它决定了控制信号与误差之间的线性关系。
kp越大，控制信号对于误差的响应越强，系统的响应速度也会提高。
但是，如果kp设置过大，可能会导致系统产生过冲或者震荡。
因此，根据实际系统的特点，需要适当地选择kp的值。
通常来说，如果系统的过程非线性较大，kp的值需要调大一些，如果系统较为稳定，kp可以稍微调小一些。
然后是积分时间Ti，它反映了系统误差信号的积累情况。
如果Ti设置得太小，会导致系统对于误差的积累速度不够，系统很难达到期望值。
较大的Ti值会使系统对误差的积累速度变快，有利于系统的调节。
然而，如果Ti设置过大，容易造成系统的震荡。
因此，一般选择一个适当的Ti值是非常重要的，通常根据实际系统的特点来选择。
最后是微分时间Td，它反映了系统误差变化的速率。
如果Td设置得太小，系统对于误差变化的响应速度会过快，容易引起系统的震荡。
较大的Td值会使系统对于误差变化的响应速度变慢，不利于系统的稳定。
根据系统的实际特点，选择一个适当的Td值也非常重要。
在实际应用中，一般采用试验和调整的方法来确定PID参数的值。
首先，可以根据系统的动态响应曲线来判断参数的初步范围，然后通过试验进行调整，逐渐接近最佳值。
可以通过观察系统的时间响应、频率响应等来判断参数的合理性。
另外，还有一些经验法则可以作为参考。
如Ziegler-Nichols方法和Chien-Hrones-Reswick方法等。
这些方法通过试验和数学分析，可以快速地确定比例、积分和微分参数的初始值。
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调节方法
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F: P=40~100%,T=6~60s。
比例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）。
为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。
积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。
这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。
因此，比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分控制在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。
自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。
其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后（delay）组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。
解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。
这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。
PID调节方法
PID调节方法PID调节是一种广泛应用于工业过程控制的方法，通过测量控制系统的输出与期望值之间的误差，并根据误差的大小来调整控制系统的输入，以使输出与期望值尽可能一致。
PID调节的主要目标是快速、准确地调整系统的响应速度、稳定性和稳态精度。
下面将详细介绍PID调节的原理、调参方法和一些常见的应用。
1.PID调节的原理\[Output = K_p \cdot Error + K_i \cdot \int{Error}\ dt + K_d \cdot \dfrac{d(Error)}{dt}\]其中，\(K_p\)、\(K_i\)和\(K_d\)分别是比例、积分和微分参数。
比例项（P）通过根据误差的大小来调整输出，具有快速的响应速度和较小的超调。
积分项（I）通过累积误差来减小稳态误差，具有消除静差的作用。
微分项（D）通过对误差变化率的控制，可以避免输出的过度波动。
通过调整三个参数的大小和比例，可以在控制系统中实现适当的响应速度、稳定性和稳态精度。
2.PID调节的调参方法调参是PID调节的关键步骤，合适的参数设置可以使系统达到最佳的控制效果。
常见的PID调参方法有经验法、试验法和优化算法。
（1）经验法：根据经验公式设置PID参数。
这种方法基于经验，适用于一些简单的控制系统。
常见的经验法有经验公式法、手动调参法和Ziegler-Nichols法。
其中，经验公式法是根据控制对象的性质和要求选择合适的参数；手动调参法是通过观察系统响应和对参数的手动调整来获得合适的参数；Ziegler-Nichols法是一种经验调参法，通过对系统进行临界增益试验来确定PID参数。
（2）试验法：基于试验和观察系统响应的方法。
通过改变PID参数的值，观察系统的响应和性能指标，如超调量、调整时间和稳态误差等，来判断参数的合适性。
这种方法需要多次试验调整，比较耗时。
（3）优化算法：使用数学方法和计算机算法来最佳的PID参数。
常见的优化算法有基于遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。
PID参数的调整方法
PID参数的调整方法PID控制器是一种广泛应用于工业自动化控制系统中的一种控制算法，通过对控制系统的反馈信号进行分析和调整，来实现对控制系统的稳定控制。
PID参数调整的目的是通过修改PID控制器的三个参数（比例增益P、积分时间Ti、微分时间Td），来达到最优的控制效果。
下面将介绍几种常见的PID参数调整方法。
1.经验法：经验法是一种直接根据经验经验的方法来调整PID参数的调整方法，是初学者常用的方法。
经验法的基本原理是通过系统的试验，根据实际的经验经验来进行参数的调整。
其流程主要包括以下几个步骤：1）选择一个适当的比例增益P，使系统能够快速而准确地响应，但不引起系统的振荡。
2）逐渐增加积分时间Ti，使系统的稳态误差趋于零。
3）逐渐增加微分时间Td，使系统的响应更加平稳。
2. Ziegler-Nichols 调参法：Ziegler-Nichols 调参法是一种基于试验的经验方法，适用于较简单的系统。
其主要思想是通过改变比例增益P、积分时间Ti、微分时间Td的值，找到系统的临界增益和周期，然后根据经验公式计算参数。
具体步骤如下：1）以较小的增量逐步增加比例增益P，使系统产生小幅振荡。
2）记录振荡周期Tosc和振幅Aosc。
3）根据经验公式计算PID参数：P = 0.6KoscTi = 0.5ToscTd = 0.125Tosc3. Chien-Hrones-Reswick 调参法：Chien-Hrones-Reswick 调参法是一种经验法，适用于非线性和阻滞比较大的系统。
该方法主要通过分析系统的特性来进行参数调整。
具体步骤如下：1）选择一个适当的比例增益P，使系统快速而准确地响应。
2）根据系统的阶跃响应曲线，确定时间常数τp（过程时间常数），并计算增益裕度Kr（Kr=τp/T p）。
3）根据Kr的值，选择合适的积分时间Ti和微分时间Td。
4.自整定法：自整定法是一种根据系统的特性自动调整PID参数的方法，适用于不断变化的复杂系统。
PID参数如何设定调节
PID参数如何设定调节PID（比例-积分-微分）控制器是一种常用的自动控制器，可以根据系统的反馈信号对控制对象进行调节。
PID参数是控制器的核心参数，其调节的准确性和合理性直接影响到控制系统的性能。
一般来说，PID参数的调节可以通过以下几个步骤进行：1.确定控制对象的准确数学模型。
首先，需要通过实际测试或系统分析得到控制对象的传递函数或状态空间模型。
这是确定PID参数调节的基础。
2. 根据控制器的需求和性能指标进行参数初步设定。
在确定控制对象的数学模型后，根据控制器的要求和性能指标，可以初步设定PID参数的取值范围。
通常，可以使用经验公式或者根据控制对象的动态特性进行设定。
比如，可以使用经验法则Ziegler-Nichols法则，它提供了一种经验性的套路，可以根据控制对象的阶数（惯性系数T和时延系数L）设定PID参数的经验公式。
3.利用实验或仿真进行参数调试。
在初步设定PID参数后，需要进行实验或者仿真以观察系统的响应。
可以通过改变PID参数的取值来观察系统的响应，进而评估系统的性能。
在实验或仿真中，可以通过以下几种方法来调节PID参数：-比例项（P项）：增大P项的取值可以增强系统的灵敏度，但可能引起系统的震荡或过冲。
减小P项的取值可以减小系统的震荡，但可能导致系统的超调减小。
-积分项（I项）：增大I项的取值可以增强系统的静差消除能力，但可能导致系统的震荡或者系统响应时间延长。
减小I项的取值可以减小系统的震荡，但可能导致系统的静差增大。
-微分项（D项）：增大D项的取值可以使系统的响应速度更快，但可能导致系统的超调增大或震荡。
减小D项的取值可以减小系统的超调，但可能导致系统的响应速度减慢。
4. 进行反复调试和优化。
在进行实验或仿真后，需要根据观察结果对PID参数进行修正和优化。
如果系统的响应不理想，可以根据经验或者优化算法进行调整。
最常用的算法有Ziegler-Nichols算法、曲线拟合法或者用专业控制软件进行自动优化。
简单有效的PID调节方法
简单有效的PID调节方法PID控制是一种常用的控制方法，在许多工业自动化和过程控制应用中广泛使用。
PID控制器可以根据系统的测量值和设定值进行调节，通过计算误差的比例、积分和微分部分来产生输出控制信号，从而实现对系统的稳定控制。
PID控制器由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个控制部分组成，通过调整这三个部分的权重参数，可以实现对系统的精确控制。
下面是一些简单有效的PID调节方法：1.手动调校法:手动调校法是最简单直接的PID调节方法。
首先将控制器的三个参数P、I、D设置为零，然后逐步增加每个参数，观察系统反应。
通过观察和调整参数，直到系统达到所需的稳定状态。
这种方法需要经验和反复试验，但是可以在没有系统模型的情况下快速部署。
2. Ziegler-Nichols 方法:Ziegler-Nichols方法是一种经典的PID调节方法，将系统的冲击响应曲线用于参数调整。
首先将控制器的参数设置为零，然后逐步增加比例参数P，直到系统出现持续的震荡。
根据震荡周期T，可以计算出比例参数P、积分参数I和微分参数D的合适取值。
-P参数：设置为震荡周期的1/2；-I参数：设置为2倍的震荡周期；-D参数：设置为1/8的震荡周期。
3.设定点加持续曲线修正法:设定点加持续曲线修正法是一种基于反馈曲线的调节方法。
首先将控制器的参数设置为零，然后将设定点改变为一个较大的值。
观察系统反应的过程中，调整控制器的参数以实现稳定。
根据响应曲线的形状，调整P、I、D的权重参数，以使系统能够迅速且准确地响应设定点的变化。
4.模型预测控制法:模型预测控制法是一种基于系统模型的调节方法，通过建立系统的数学模型，并预测系统的响应，以改善控制效果。
该方法根据系统的模型通过优化算法计算出最优的PID参数。
-首先，需要建立系统的数学模型，可以使用系统辨识等方法进行建模；-然后，通过最优化算法（如梯度下降法或遗传算法）最优的PID参数；-最后，将优化得到的参数应用于控制器，并进行实际测试和调节。
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。
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1）比例系数
一般地， 增大比例系数 将加快系统的响应 速度，在有静差系统 中有利于减小静差，但
加大比 例系数能减小静差，却不能从根本上消除静差 ．而 且过大的比例系数会使系统产
生超调，并产生振荡 或使振荡次数增多，使调节时间加长，并使系统稳 定性变坏或使系统
变得不稳定．比例系数太小，又 会使系统的动作迟缓．
2） 积分时间常数
一般地，积分控制通常与比例控制或比例微分 控制联合使用，构成 PI 或 PID 控
制． 增大积分时间 常数 （ 积分变弱 ） 有利于减小超调，减小振荡，使 系统更稳定，
但同时要延长系统消除静差的时间 ． 积分时间常数太小会降低系统的稳定性，增大系统
的振荡次数．
3） 微分时间常数 一般地，微分控制也和比例控制和比例积分控 制联合使用，组成PD或
PID控制•微分控制可改 善系统的动态特性，如减小超调量，缩短调节时间， 允许加大比
例控制，使稳态误差减小，提高控制精 度 ．但应当注意，微分时间常数 偏大或偏小时，
系统的超调量仍然较大，调节时间仍然较长，只有 合适的微分时间常数，才能获得比较满
意的过渡过 程．此外，微分作用也使得系统对扰动变得敏感． 从 PID 控制器的 3 个参数
的作用可以看出 3 个参数直接影响控制效果的好坏，所以要取得较好 的控制效果，就必须
对比例、积分、微分 3 种控制作 用进行调节．总之，比例主要用于偏差的“粗调”， 保
证控制系统的“稳”；积分主要用于偏差的“细 调”，保证控制系统的“准”；微分主要
用于偏差的 “细调”，保证控制系统的“快”．
、在偏差比较大时， 为使尽快消除偏差， 提高响应速度， 同时为了避免系统响应 出现超
调， Kp
取大值， Ki 取零；在偏差比较小时，为继续减小偏差，并防止超调过大、产生 振荡、稳
定性变坏，
Kp 值要减小， Ki 取小值；在偏差很小时，为消除静差，克服超调，使系统尽快 稳定，KP
值继续
减小， Ki 值不变或稍取大。
2 、当偏差与偏差变化率同号时， 被控量是朝偏离既定值方向变化。 因此，当被 控量接
近定值
时，反号的比列作用阻碍积分作用， 避免积分超调及随之而来的振荡， 有利于控 制；而
当被控量远未接近各定值并向定值变化时， 则由于这两项反向， 将会减慢 控制过程。在
偏差比较大时，偏差变化率与偏差异号时， KP值取零或负值，以
加快控制的动态过程。
3 、偏差变化率的大小表明偏差变化的速率， e －e 越大， KP 取值越小， Ki 取
值越大，反
之亦然。同时，要结合偏差大小来考虑。
4 、微分作用可改善系统的动态特性， 阻止偏差的变化，有助于减小超调量， 消 除振
荡，缩短
调节时间 t ，允许加大 KP ，使系统稳态误差减小，提高控制精度，达到满意 的控制效
果。所以， s
在e比较大时，Kd取零，实际为Pl控制；在e比较小时，Kd取一正值，实行 PID控制。
在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根 据调节
效果修改。
对于温度系统：
P（ % 20--60，I （分）3--10，D
（
分）
0.5--3
对于流量
系统：
P（%） 40--100 ，I （分） 0.1--1
对于压力系统：
对于液位系统：
P（ %） 30--70 ， I （分） 0.4--3
P（ %） 20--80 ， I （分） 1--5
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 下面以
PID
调节器为例，具体说明经验法的整定步骤：
【1】让调节器参数积分系数SO=O,实际微分系数k=0, 控
制系统投入闭环运行，由小到大改变比例系数 S1， 让扰动信
号作阶跃变化,观察控制过程,直到获得满 意的控制过程为
止。
【2】取比例系数 S1 为当前的值乘以 0.83 ,由小到大 增加
积分系数S0,同样让扰动信号作阶跃变化，直至 求得满意的
控制过程。
【3】积分系数SO保持不变，改变比例系数S1 ,观察 控制
过程有无改善,如有改善则继续调整,直到满意 为止。否则,
将原比例系数 S1 增大一些, 再调整积分 系数so,力求改善控
制过程。如此反复试凑，直到找 到满意的比例系数S1和积分
系数so为止。
【4】引入适当的实际微分系数 k 和实际微分时间 TD，
此时可适当增大比例系数 S1和积分系数so。和前述 步骤相
同，微分时间的整定也需反复调整，直到控制 过程满意为
止。
注意：仿真系统所采用的 PID 调节器与传统的工业 PID 调节
器有所不同，各个参数之间相互隔离，互不 影响，因而用其
观察调节规律十分方便。
PID
参数是根据控制对象的惯量来确定的。 大惯量如：
大烘房的温度控制，一般P可在10以上,l=3-10,D=1 左右。
小惯量如：一个小电机带
一水泵进行压力闭环控制，一般只用 Pl 控制。
P=1-1o,l=o.1-1,D=o,
这些要在现场调试时进行修正 的。
我提供一种增量式 PlD 供大家参考 △
U(k)=Ae(k) -Be(k-
1)+Ce(k-2)
A=Kp(1+T/Ti+Td/T)
B=Kp(1+2Td/T)
C=KpTd/T
T 采样周期 Td 微分时间 Ti
积分时间
用上面的算法可以构造自己的 PID 算法
U (K) =U (K-1) +△ U ( K
)