PID参数整定方法

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PID参数的整定方法
控制器控制规律的选择原则
1. 对于一些对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，工艺要求 又不太高的控制系统，可选用比例控制器。象贮罐的液面， 以及不太重要的蒸汽压力等控制系统。 2. 对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，但不允许有余差的 情况，可选用比例积分控制器。例如流量、管道压力等控制 系统往往采用ＰＩ控制器。 3. 当对象滞后较大，如温度、ＰＨ值等控制系统则需引入微分 作用。一般在对象滞后较大，负荷变化也较大，控制质量又 要求较高时，可选用比例（P）积分（I）微分（D）控制器。
PID参数的整定方法
衰减曲线法注意事项
1.反应较快的控制系统，要认定4：1衰减曲线和读 出Ts比较困难，此时，可用记录来回摆动两次就 达到稳定作为4：1衰减过程。 2.在生产过程中，负荷变化会影响过程特性。当负 荷变化较大时，必须重新整定调节器参数值。 3.若认为4：1衰减太慢，宜应用10：1衰减过程。对 于10：1衰减曲线法整定调节器参数的步骤与上述 完全相同，仅仅采用计算公式有些不同。
经 验 口 诀
过改变给定值以施加干扰，看输出曲线的形状，以δ%、TI、TD，对控制过 程的规律为指导，调整相应的参数进行凑试，直到合适为止。
PID参数的整定方法
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
负 荷 t 参 数 值 t 阀 开 度 t
dP/dt = Ki * e
Ti=1/Ki（分）
积分(I) 控制
1、调节器的输出不仅取决 于偏差的大小，而且更主要 的是取决于偏差存在的时间
LIC
2、积分作用的强弱取决于 积分时间常数Ti，Ti越小， 积分作用就越强。 3、与比例调节相比，积分 调节使调节过程缓慢，波动 加大，系统稳定性下降。 4、调节过分。
PID参数的整定方法
方法三：经验法
（长期的生产实践中总结出来的参数表）
系统 温度 流量 压力 液位 参数 δ(%) 20～60 40～100 TI (
min)
TD( 0.5～3
min)
3 ～10 0.1～1
30～70
20～80
0.4～3
方法： 根据经验先将控制器参数放在某些数值上，直接在闭合的控制系统中通
PID参数的整定方法
PID参数整定-----对已定的控制系统求取保证控制过程质量为最好的控制器参 数（比例度δ%、积分时间TI、微分时间TD ）
PID参数整定方法
理论计算参数整定法——已知广义对象的数学模型，然后根据系统的 各项质量指标要求，通过计算确定相应的PID 参数。 现场工程整定法——条件：在工艺过程手操稳定的基础上进行。
LC
微分(D) 控制
微分（D）控制 ：控制器的输出与输入误差信号的微分成正比 关系。 （即与偏差的变化速度成正比）
1、消除系统滞后；
2、超前调节； 3、易引起系统振荡；
LC
比例、积分、微百度文库调节小结
1、比例调节根据“偏差大小”来动作，输出与输入偏差的大小 成比例，调节及时、有力，但有余差；比例度越小，调节作用 越强，太强时会引起振荡； 2、积分调节根据“偏差是否存在”来动作，输出与偏差对时间 的积分成比例，其实质是消除余差。积分使最大动偏差增大， 延长了调节时间；积分时间越小，积分作用越强，太强时易引 起振荡； 3、微分调节根据“偏差变化速度”来动作，输出与偏差变化的 速度成比例，有超前调节作用，对滞后大的系统调节效果好。 可减少调节过程的动偏差，缩短调节时间；微分时间越大，作 用越强，太强时易引起振荡；
D. 按“先P后I最后D”的操作程序将调节器整定参数调到 计算值上。若还不够满意，可再作进一步调整。
PID参数的整定方法
临界振荡整定计算公式
δ (%) P PI PID 2δ
TI (min)
TD (min)
K
2.2δ 1.6δ
K
Tk/1.2 0.5Tk 0.25TI
K
PID参数的整定方法
方法二：衰减曲线法
1）临界比例度法 3）经验法 2）衰减曲线法 4）响应曲线法
PID参数的整定方法
方法一：临界比例度法
操作方法
A. 将调节器的积分时间TI置于最大（TI=∞），微分时 间置零（TD=0），比例度δ适当，平衡操作一段时间， 把系统投入自动运行。 B. 将比例度δ逐渐减小，得到等幅振荡过程，记下临界 比例度δk和临界振荡周期Tk值。 C. 根据δk和Tk值，采用经验公式，计算出调节器各个 参数，即δ、TI、TD的值。
PID参数的整定方法
过程控制系统的性能指标及要求
自动控制系统PID参数整定目标
在阶跃信号作用下，被控变量随时间的变化有以下几种形式 1.发散振荡过程——曲线①所示 3.等幅振荡过程——曲线③所示 5.非振荡发散过程——曲线⑤所示
y ① y ② y ③ y ④ y ⑤
2.非振荡衰减过程——曲线②所示 4.衰减振荡过程——曲线④所示
控制器PID参数 及其整定方法
BPZH OPS 2006年7月
Wu Xuexin
主要内容
自动控制系统的组成； 比例(P)、积分(I)、微分(D)控制； P、I、D参数的整定方法； 临界比例度法
衰减曲线法
经验法
自控系统组成
LIC
LC
自动控制系统的组成框图
比例(P) 控制
比例控制：控制器的输出与输入偏差值成比例关系。系统一旦 出现偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。
衰减曲线法控制器参数计算表
方法
TD (min) 在纯比例作用下，由大 到小调整比例度以得到具 有衰减比（4：1）的过渡 过程，记下此时的比例度δ
δ (%) P PI PID δ
TI (min)
S
1.2δ 0.8δ
S
0.5TS 0.3TS 0.1TS
S及振荡周期TS，根据经验
公式，求出相应的积分时
S
间TI和微分时间TD。
双位控制
比例控制
比例(P) 控制
P = KP * e δ=1/KP*100%
1、过程简单快速，比例作用大，可以加快调节，减少误差；
2、比例作用过大，使系统稳定性下降，造成不稳定。
3、有余差存在。
积分(I) 控制
积分调节：消除系统余差，提高无差度。只要有余差存在，积 分调节就进行，直至无差，积分调节停止。