PID参数整定方法

1、控制器PID参数及其整定方法BPZHOPS、2006年7月Wu Xuexin主要内容丄自动控制系统的组成;丄比例(P)、积分、微分(D)控制;丄P、I、D参数的整定方法;範临界比例度法 ®衰减曲线法 ©-经验法自控系统组成匝自龍制疑I »自动控制系统的组成框图双位控制比例控制比例(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。比例(P)控制Step Response From! UJ E)Kp= H)© = 5K# = 2K厂1Time (sec)aP = KP*e5=1/KP*100%1、

2、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)控制参数值 阀开度tdP/dt = K/eTj=1/Kj （分）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。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。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

3、关系。（即与偏差的变化速度成正比）、2、3、消除系统滞后；超前调节；易引起系统振荡;比例、积分、微分调节小结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

4、，太强时易引起振荡；PID参数的整定方法动控制系统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卜几种形式i发散振荡过程曲线所示3.等幅振荡过程曲线所示5.非振荡发散过程曲线所示2.非振荡衰减过程曲线所示4.衰减振荡过程曲线所示PID参数的整定方法d與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P I控制器。3当对象滞后较大，如温度、PH值等控制

5、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（D微分（D）控制器。PID参数的整定方法bpPID参数整定一-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6%、积分时间耳、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PID参数的整定方法各项质量指标要求，通过计算确定相应的PID 参数。现场工程整定法一一条件：在工艺过程手操稳定的基础上进行。1）临界比例度法 2）衰减曲线法3）经验法4）响应曲线法方法一：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二oo),微

6、分时 间置零(TD-O),比例度§适当，平衡操作一段时间, 把系统投入自动运行。B.将比例度§逐渐减小，得到等幅振荡过程，记下临界 比例度8 k和临界振荡周期Tk值。C根据和Tk值，采用经验公式，计算出调节器各个 参数,即§、TI、TD的值。D.按“先P后I最后D”的操作程序将调节器整定参数调至I 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PID参数的整定方法6 (%)(min)Td(inin)P26 KPI2.26 kTJ1.2PID1.65 k05Tk0.25Tj临界振荡整定计算公式PID参数的整定方法方法二：衰减曲线法PID参数的整定方法

7、PID参数的整定方法6 (%)£ (min)Td (min)P5SPI1.26 $0.5TsPID0.85 $0.3Ts01Ts衰减曲线法控制器参数计算表方法在纯比例作用下，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6 s及振荡周期Ts,根据经验 公式，求出相应的积分时 间Ti和微分时间Td。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。方法三：经验法（长期的生产实践中总结出来的参数表）系统参数8(%)Tt ( min)Td( min)温度20 60310053流量40 1000.1 1压力30 700.4 3液位20 80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过改变给定值以施加干扰，看输出曲线的形状，以6%、TP 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。经 验 口 诀参数整定找最佳，从小到大顺序查 先是比例后积分，最后再把微分加 曲线