PID应用及参数整定方法培训-修改版

PID应用及参数整定方法目录PID控制的原理1单回路PID参数整定方法2串级控制的PID整定3PID模块的一些常用配置4（一）PID控制原理水箱液位的控制测量器：液位计+人眼控制器：大脑执行机构：手+手动阀测量器：液位变送器控制器：DCS主控卡执行机构：自动调节阀从人工控制到自动控制若水位变送器提供了信息：(1)当前液位比期望设定值低50cm(2)液位还在继续走低“人”如何调节阀门？需要关小出口阀，但还需考虑：(1)关多少？(2)持续多少时间？(3)关闭速度为多少？

(4)…PID的角色PID（比例、积分、微分）反馈控制思想的体现占实际工业控制回路的90%充分利用了PV值的当前、预期、历史的信息PID参数算式和解释根据控制目标误差计算调节量：比例（今天）：与当前e成比例积分（昨天）：与过去e的累积相关微分（明天）：与e的未来发展趋势相关离散增量式PID算式计算机控制处理的是离散采样信号，并采用增量式相比于位置式，更加适合手自动切换增量式PID具有抗积分饱和的功能注：控制理论中采用比例增益Kc表示比例强度

工业界一般用比例度P(%)PID并非万能影响控制性能的因素：测量传感器的精度、速度MV变量精度、速度控制器的数据处理精度被控对象、扰动的特性MV、PV组合不合适PID参数…..多角度分析，查找主因（二）单回路PID参数整定方法比例积分微分主要功能消除扰动消除余差改进控制性能指标比例度P积分时间Ti微分时间Td强度关系P越大，比例越弱Ti越大，积分越弱Td越大，微分越强比例作用（P）比例作用：弱->强

调节速度：超调量：余差：稳定性：慢->快小->大大->小好->差纯比例作用下，会有余差！积分作用（I）积分作用：弱->强与比例共同作用，

消除余差稳定性：好->差微分作用（D）原理：根据将来趋势调节提高稳定性，使比例和积分强度可以增加，提高控制性能。虽然理论上很完美，但受噪声影响严重，实际中除了惯性大的对象（温度）以外，用得较少被控对象特性分类流量：一般响应速度较快，宜用PI压力、液位：响应速度既有快的，也有慢的，可用PI温度：典型的慢对象，控制精度要求高，建议采用PIDPID参数整定经验方法定量的经验方法：响应曲线法、临界振荡、衰减振荡、继电器法…

有理论指导，方向明确

方法复杂，现场条件不允许等幅振荡不一定都是由于参数整定不当所引起一般整定方法：看曲线，调参数

操作简便实用

需要理论基础和经验积累PID参数整定经验方法临界振荡PID参数整定经验方法衰减曲线法4:110:1响应曲线法1开环阶跃响应响应曲线法1注：PID参数还需要进一步根据曲线来调整标准算式下的值响应曲线法2开环阶跃响应响应曲线法2注：Tp=1.5（t2-t1）,г=(3t1-t2)/2标准算式下的值经验试凑法注：给出了PID参数的参考初始值，一般需要根据控制效果进行细调经验参考值根据实际曲线的细调在现场调节中，根据相应曲线，对PID参数进行细调P=33.33%，Ti=10s（参考值）看曲线调PID参数以下6个案例，请思考是PID中哪些参数过强、过弱？PID参数调节例（1）P=16.7%，Ti=80s积分强度不够，比例过强PID参数调节例（2）P=33.33%，Ti=30s积分强度不够PID参数调节例（3）P=100%，Ti=20s积分强度不够，比例太弱PID参数调节例（4）积分足够，比例太弱P=166.7%，Ti=5sPID参数调节例（5）增加微分作用抵消比例、积分增强的不利影响，改善控制性能P=14.3%，Ti=40sPID参数调节例（5）P=14.3%，Ti=40s,Td=7.5sPID参数调节例（6）积分或比例太强，看具体MV的变化PID参数调节例（6）P=25%，Ti=4.5sMV变化与PV基本同步，比例太强PID参数调节例（6）P=333.3%，Ti=0.6sMV变化滞后于PV变化，积分太强PID总结PB：越小，速度越快，越不稳TI：越小，越快消除余差，越容易过冲，越不稳TD：补偿PB、TI带来的不稳定，放大毛刺，一般仅在温度对象上使用大纯滞后对象温度控制中很常见纯滞后时间和主导时间

常数之比τ/T>0.5微分作用无助于纯滞后

对象的控制串级PID能改善此类

控制性能经典例子，洗澡水的控制问题：

冷水热水（三）串级PID参数的使用和整定（三）串级PID参数的使用和整定串级控制（cascadecontrol）原理：将扰动包含在副回路中使副回路响应较快使用串级控制的要求副对象必须是主对象的原因尽量将扰动包含在副回路中副对象：麻利的下属时间常数短，响应速度较快，调节灵敏主对象：慢性子指挥官时间常数较长，惯性大，调节相对较慢串级控制PID参数副回路的积分作用适当减弱

随动系统，无设定值要求

积分作用使响应变慢对流量、压力之类的副回路对象，可以增加积分作用，但要求积分作用较弱，以免过多降低副回路响应速度PID参数整定：先副后主（四）PID模块的一些常用配置输出MV的上下限限制正反作用微分比例先行微分积分作用的单独切除功能输出MV的上下限限制正反作用与被控对象特性相关目的：形成负反馈判断方法：

根据工艺，当PV过高时，如何调节MV？1如果应该降低MV，则为反作用（默认）2如果应该增大MV，

则为正作用副控制器：正作用主控制器：反作用正反作用比例、微分先行的含义设定值SV发生突变时偏差E=SV-PV也发生突变常规PID算法：MV