PID参数整定方法

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1、PID参数整定方法PID调节广泛应用工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器，若改进型包含在内则超过90%)。控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。10/4/20212PID控制技术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。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控

2、制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。10/4/20213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。10/4/20214PID三作用调节器PID：ProportionalIntegralDerivativePID控制：对偏差信号e(t)进行比例、积分和微分运算变换后形成的一种控制规律。偏差e(t)=测量值（PV）-设定值（SV）可调参数：比例度δ（P）、积分时间Ti（I）、微分时间Td（D）()()()()úûùê

3、ëé++=òtedtdTdeTteKtudtip01tt10/4/20215比例（P）控制比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steadystate error）比例度减小稳态误差减少10/4/20216积分（I）控制在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动

4、控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。积分时间减小10/4/20217微分（D）控制在微分控制中，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。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往

5、是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。10/4/20218比例积分+微分控制10/4/20219PID各作用比较10/4/202110PID参数对控制性能的影响控制器增益Kc或比例度δ增益Kc的增大（或比例度δ下降），使系统的调节作用增强，但稳定性下降；积分时间Ti积分作用的增强（

6、即Ti积分时问下降），使系统消除余差的能力加强，但控制系统的稳定性下降；微分时间Td微分作用增强（即Td微分时间增大），可使系统的超前作用增强，稳定性得到加强，但对高频噪声起放大作用，主要适合于特性滞后较大的广义对象，如温度对象等。10/4/202111工业PID控制器的选择*1、当工业对象具有较大的滞后时，可引入微分作用；但如果测量噪声较大，则应先对测量信号进行一阶或平均滤波。10/4/202112常规PID参数设置指南P参数设置：1、如果不能肯定比例调节系数P应为多少,请先把P参数设置大些(如100~30%),以避免投运时出现超调

7、和振荡。2、运行后视系统响应情况再逐步调整大小,充分发挥比例作用的效果,提高系统响应的快速性,以既能快速响应,又不出现超调或振荡为最佳.注：首先整定好P参数,在整定Ti和Td对它再微调,以求系统的稳定快速响应。10/4/202113常规PID参数设置指南I参数设置：1、如果不能肯定TI积分时间为多少,请先把Ti参数设置大些(如1800,Ti最大时为积分作用切除)。2、系统投运后应先把比例调节系数P参数整定好。3、然后再把Ti积分时间减小,增强积分作用。4、观察系统的响应,以系统能快速消除静差进入稳态，而不出现超调振荡满足工艺要求为最佳

8、。10/4/202114常规PID参数设置指南D参数设置：如果不能肯定微分时间Td应为多少,请先把微分时间Td设置为0,都切除微分作用.系统投运后先调好P参数和I参数后,再逐步增加微分时间Td,以加入微分作用,来改善系统