pid参数调节原理和整定方法

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1、PID参数调节原理和整定方法总貌PID控制概述P比例调节I积分调节D微分调节什么样的PID参数为最佳CS3000系统PID参数整定方法FOXBRO系统PID参数整定方法总结PID控制概述什么是PID控制?它是比例、积分和微分控制的简称：Proportional-Integral-DifferentialController反馈控制－根据偏差进行的控制PID调节器阀门被控对象测量变送器设定值偏差P比例调节P：比例调节在P调节中，调节器的输出信号u与偏差信号e成比例，即u=Kce（kc称为比例增益）但在实际控制中习惯用增益的倒数表示δ=1/kc(δ称为比例带)不同的DCS使用不同的参数作为

2、P的调节参数，以CS3000为例，选用δ比例带为调节参数，单位％。可以理解为：若测量仪表的量程为100℃则δ＝50%就表示被调量需要变化50℃才能使调节阀从全关到全开。δ值越大，作用越弱，δ值越小，作用越强。实质上是表示调节阀开度的百分比与被调量偏差变化的百分比的比值。？P比例调节（a）δ越大调节阀的动作幅度小，变化平稳，甚至无超调，但余差大，调节时间长。（b）δ减小调节阀动作幅度加大，被调量来回波动，余差减小。（c）δ进一步减小被调量波动加剧（d）δ为临界被调量等幅振荡波动（e）δ小于临界被调量法散振荡P比例调节P比例调节特点比例调节反应速度快，输出与输入同步，没有时间滞后，其动态特

3、性好。比例调节的结果不能使被调参数完全回到给定值，而产生余差。P的一般选取范围压力调节：30~70%流量调节：60~300%液位调节：40~100%温度调节：40~80%I积分调节I：积分调节一般用于控制系统的准确性，消除余差。对于同一偏差信号，积分常数越大，表示积分调节作用越强；积分常数就表示了积分作用的大小。积分常数的倒数叫积分时间，用TI表示。不同的DCS使用不同的参数作为I的调节参数，以CS3000为例，选用积分时间为调节参数，单位：s。可以理解为：值越大，作用越弱。一般不单独使用纯积分调节器I积分调节只要偏差不为零，控制输出就不为零，它就要动作到把被调量的静差完全消除为止，积

4、分调节的特性就是无差调节。积分速度大，调节阀的速度加快，但系统的稳定性降低，当积分速度大到超过某一临界值时，整个系统变为不稳定。I积分调节积分速度对调节过程的影响增大积分速度调节阀的速度加快，但系统稳定性降低当积分速度达到并超过临界值时，整个系统变为不稳定，发散震荡过程。减小积分速度调节阀的速度减慢，系统稳定性增加，但调节速度变慢无论增大还是减小积分速度，被调量最后都没有余差。I积分调节比例调节和积分调节的比较：积分调节可以消除静差。但对比例调节来说，当被调参数突然出现较大的偏差时，调节器能立即按比例地把调节阀的开度开得很大，但积分调节器就做不到这一点，它需要一定的时间才能将调节阀的开

5、度开大或减小，因此，积分调节会使调节过程非常缓慢。总之，比例调节能及时进行调节，积分调节可以消除静差。但它的输出有段积累过程，过渡过程进行的十分缓慢，如果系统干扰作用频繁，更显得十分乏力，单独的积分调节系统较罕见，它作为一种辅助调节规律与比例调节一起组成比例积分调节规律。P与I调节过程的比较PI调节比例积分调节(PI调节)积分调节可以消除静差,但有滞后现象，比例调节没有滞后现象，但存在静差。PI调节就是综合P、I两种调节的优点，利用P调节快速抵消干扰的影响，同时利用I调节消除残差。一般在P调节的基础上增加I调节需适当减少比例作用，增大比例度D微分调节D：微分调节微分调节一般只与偏差的变

6、化成比例，偏差变化越剧烈，调节输出作用越强。从而及时抑制偏差增长，提高系统稳定性。微分调节主要用于调节对象有大的传递滞后和容量滞后。（例如温度与大容量液位）微分一般用微分时间表示，单位S，用TD表示。在实际使用过程中，值越大作用越强。要注意，微分调节器不能单独作用，必须配合使用，并且微分调节无法消除余差，只对偏差变化速度有反应，与偏差大小无关。纯P作用下的阶跃响应纯P调节为有差调节比例作用越强，稳态误差越小，响应快，但超调大PI作用下的阶跃响应引入积分，消除了余差积分作用越强，响应速度越快，超调大，振荡加剧PI作用下的阶跃响应在同样积分作用下，减小比例作用，可增加系统稳定。PD作用下的

7、阶跃响应引入微分项，提高了响应速度，增加了系统的稳定性，但不能消除系统余差PD作用下的阶跃响应相同比例作用情况下，微分作用越强，响应速度越快，系统越稳定PID作用下的阶跃响应PD的基础上引入积分项，就能达到理想的性能指标，针对不同的调节回路，需要的指标不一样，因此引入的调节参数也就不一样。PID参数的工程整定法动态特性参数法稳定边界法衰减曲线法经验法实际生产过程中，不可能让生产工艺产生较大波动，以上方法不通用也不实际，故本文主要对经验法详细介绍