pid系数的调整方法.docx

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)