PID回路整定简易说明.ppt

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1、PID回路整定简易说明分五个部分对PID进行通俗易懂的分析说明一、中控ECS700-标准PID控制算法二、举例说明PID三参数三、举例说明PID控制器的基本原理四、举例说明PID反馈控制的动作曲线五、PID回路的参数整定方法△MVn---调节阀开度的增量PB—比例度大小Ti—积分时间Ts—采样周期（1-3s）En—采样周期间隔的偏差的差值（PVn-SPn）-（PVn-1-SPn-1）△En—偏差，即：PV-SP△Un—微分时间，即：Td/Ts（采样周期间隔的PV偏差值）PVn-PVn-1从公式可以看出：1、PB比例参数：可

2、以控制阀门所有变量的整体变化速率；2、PB比例值、Ti积分值越小，调节阀变化率越大，Td微分值越大，微分效果越明显。3、三种系数相关的偏差值，定义是各不相同的。4、如果没有偏差，阀门输出的增量为零。5、微分跟踪的是PV测量值的变化，所以有好超前调节的特性。一、中控ECS700-标准PID控制算法二、举例说明PID三参数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控制的原理可以用操作人员对热油炉炉温的手动控制来理解。有经验的操作人员手动控制

3、热油炉的炉温，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。举例：由于热油循环量突然增加，热油炉出口温度就会降低，此时需工艺手动提升炉温第一步，工艺手动加大给煤量，炉温上升，热油炉出口温度快速上升，（要求在一定时间内快速上升至热油温度目标值，相当于比例控制）此时偏差很大，相当于比例/积分控制为主（比例积分控制可形容为火上浇油，比例是火，积分是油）第二步，工艺手动减少给煤量，当油温接近目标值时，以降低热油升温速度（减少超调，防止出口热油温度过高，提前操作，相当于微分控制）提前操作相当于微分控制开始

4、起作用第三步，工艺少量或增或减给煤量，直到热油的波动范围达到工艺指数此时偏差减小，以积分控制为主第四步，工艺员如果经验足够丰富，在热油循环量刚开始增加、而油温未降时，就可以手动增加给煤量（提前增加给煤量，可以减少出口油温较大的波动，相当于微分控制）此时偏差忽略不计，以微分控制为主第一部分举例说明第二部分P、I、D三参数说明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。操作人员用眼睛读取炉温，并与炉温给定值比较，得到温度的偏差值。然后用手操作燃油调节阀，控制燃油量，使炉温保持在给定值附近。炉温小于给定值时，偏差为正，

5、给煤量增大，以热油的加热量。炉温大于给定值时，偏差为负，减小给煤量。上述控制策略就是比例控制，即PID控制器输出中的比例与出口热油的温度偏差成正比。此时如果比例太大，调节的力度就会不够，使系统输出量变化缓慢，调节所需的总时间就会过长。如果比例过小，调节力度就会太强，将造成调节过头，甚至使温度忽高忽低，来回震荡。减小比例使PID回路反应灵敏，调节速度加快，并且可以减小稳态偏差。但是比例过小会使超调量增大，振荡次数增加，调节时间加长，动态性能变坏，甚至会使闭环系统不稳定。单纯的比例控制很难保证调节得恰到好处，消除不了静差。1.

6、P-比例作用二、举例说明PID三参数2.I-积分作用手动调节温度时，积分控制相当于实时的偏差值，周期性地控制阀门的开度，每次调节的增量值与当时的偏差值成正比。温度低于设定值时偏差为正，积分项增大，使给煤量逐渐增大，反之积分作用减小。因此只要偏差不为零，控制器的输出就会因为积分作用而不断变化。积分调节的“大方向”是正确的，积分作用有减小偏差的作用。一直要到系统处于稳定状态，这时偏差恒为零，比例部分和微分部分均为零，积分部分才不再变化，并且刚好等于稳态时需要的控制器的输出值。对应于上述温度控制中调节阀开度。因此积分部分的作用是

7、消除稳态偏差，提高控制精度，积分作用一般是必须的。PID控制器输出中的积分部分与偏差的积分成正比。因为积分时间TI在积分项的分母中，TI越小，积分项变化的速度越快，积分作用越强。3．D-微分作用有经验的操作人员在温度上升过快，但是尚未达到设定值时，会根据温度变化的趋势，预感到温度将会超过设定值，出现超调。于是手动减少给煤量。这相当于开车看到红灯时，考虑到汽车减速的时间，需要一定的提前量一样。偏差的微分就是偏差的变化速率，偏差变化越快，其微分绝对值越大。偏差增大时，其微分为正；偏差减小时，其微分为负。控制器输出量的微分部分与

8、偏差的微分成正比，反映了被控量变化的趋势。经验总结：如果阶跃响应的超调量太大，经过多次振荡才能稳定或者根本不稳定，应增加比例、增大积分时间。如果阶跃响应没有超调量，但是被控量上升过于缓慢，过渡过程时间太长，应按相反的方向调整参数。如果消除偏差的速度较慢，可以适当减小积分时间，增强积分作用。反复调节比例系