PID 参数调整简易方法.ppt

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1、PID参数调整自动控制系统：开环控制系统闭环控制系统正反馈负反馈系统构成：一个控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈，若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。闭环控制系统(closed-loopc

2、ontrolsystem)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出形成一个或多个闭环。开环控制系统(open-loopcontrolsystem)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。控制方法：在工程实际中，应用最为广泛的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的主要技术之一。比例调节(P)：其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。存在静态误差

3、。积分调节(I)：控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。消除静态误差。微分调节(D)：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。提前控制，消除大惯量和滞后的影响。一些基本概念：单回路：就是指有一个PID的调节系统。串级：一个以上PID的调节系统，前级的输出作为后级的输入，一个主调，其余的副调。正作用：比方说一个水池有一个进水口和一个出水口，进水量固定不变，依靠调节出水口的水量调节水池水位。那么水位如果高了，就需要调节出水量增大，对于PID调节器来说，输出随着被调量增高而增高，降低而降低的作用，叫做正作用。

4、负作用：还是这个水池，我们把出水量固定不变，而依靠调节进水量来调节水池水位。那么如果水池水位增高，就需要关小进水量。对于PID调节器来说，输出随着被调量的增高而降低的作用叫做负作用。动态偏差：在调节过程中，被调量和设定值之间的偏差随时改变，任意时刻两者之间的偏差叫做动态偏差。简称动差。静态偏差：调解趋于稳定之后，被调量和设定值之间还存在的偏差叫做静态偏差。简称静差。回调：调节器调节作用显现，使得被调量开始由上升变为下降，或者由下降变为上升。P、I、D在自动调节中的作用P，比例作用。就是把调节器的输入偏差乘以一个系数，作为调节器的出

5、。对于正作用的调节系统，定点、谷底均发生在同一时间。对于正作用的调节系统，被调量的曲线上升，输出曲线就上升；被调量曲下降，输出曲线就下降。两者趋势一样。对于负作用的调节系统，被调量曲线和输出曲线相对。波动周期完全一致。只要被调量变化，输出就变化；被调量不变化，不管静态偏差有多大，输出也不会变化。I,如果调节器的输如偏差不等于零，就让调节器的输出按照一定的速度一直朝一个方向累积下去。相当于一斜率发生器，与P、I、D在自动调节中的作用I,积分作用。如果调节器的输如偏差不等于零，就让调节器的输出按照一定的速度一直朝一个方向累加下去。单纯

6、的积分系统是不存在的。那么单纯积分作用的特性总结如下：1、输出的升降与被调量的升降无关，与输入偏差的正负有关。2、输出的升降与被调量的大小无关。3、输出的斜率与被调量的大小有关。4、被调量不管怎么变化，输出始终不会出现节跃扰动。5、被调量达到顶点的时候，输出的变化趋势不变，速率开始减缓。6、输出曲线达到顶点的时候，必然是输入偏差等于零的时候。P、I、D在自动调节中的作用D，微分作用。被调量不动，输出不动；被调量一动，输出马上跳。单纯的微分作用是不存在的。根据微分作用的特点，咱们可以得出如下曲线的推论：1、微分作用与被调量的大小无关

7、，与被调量的变化速率有关；2、与被调量的正负无关，与被调量的变化趋势有关；3、如果被调量有一个，就相当于输入变化的速度无穷大，那么输出会直接到最小或者最大；4、微分参数有的是一个，用微分时间表示。有的分为两个：微分增益和微分时间。微分增益表示输出波动的幅度，搏动后还要输出回归，微分时间表示回归的快慢。见图三，KD是微分增益，TD是微分时间。5、由第4条得出推论：波动调节之后，输出还会自动拐回头。PID调节原则1、把串级调节系统孤立成两个单回路。把主、副调隔离开来，让一个参数迟钝，观察另一个参数。这个参数确定后，再设置剩下一个；2、

8、把相互耦合的系统解耦为几个独立的系统，在稳态下，进行参数判断。让各个系统之间互不干扰，然后再考虑耦合；3、把P、I、D隔离开来。先去掉积分、微分作用，让系统变为纯比例调节方式。然后再考虑积分，然后再考虑微分。PID调节参数调整一般方法PID参数调整