PID参数整定方法

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1、2.3PID参数整定方法　　2.3.1工程整定法　　PID数字调节器的参数，除了比例系数Kp，积分时间Ti和微分时间Td外，还有1个重要参数即采样周期T。　　　1．采样周期T的选择确定　　从理论上讲，采样频率越高，失真越小。但是，对于控制器，由于是依靠偏差信号来进行调节计算的，当采样周期T太小，偏差信号也会过小，此时计算机将失去调节作用；若采样周期T太长，则将引起误差。因此采样周期T必须综合考虑。采样周期的选择方法有两种，一种是计算法，另一种是经验法。　　计算法由于比较复杂，特别是被控对象各环节时间常数难以确定，工程上较少用。经验法是一种凑试法，即根据人们在控

2、制工作实践中积累的经验以及被控对象的特点，先选择一个采样周期T，进行试验，再反复改变T，直到满意为止。　　2．Kp，Ti，Td的选择方法　　1）扩充临界比例度法　　　　扩充临界比例度法是简易工程整定方法之一，用它整定Kp，Ti，Td的步骤如下。　　选择最短采样周期Tmin，求出临界比例度Su和临界振荡周期Tu。具体方法是将Tmin输入计算机，只有P环节控制，逐渐缩小比例度，直到系统产生等幅振荡。此时的比例度即为临界比例度Su，振荡周期称为临界振荡周期Tu。选择控制度为：（2-15）　　通常当控制度为1.05时，表示数字控制方式与模拟方式效果相当。根据计算度，查

3、表2-1可求出Kp，Ti，Td。　表2-1扩充临界比例度法整定参数表控制度控制规律参　　数TKpTiTd1.05PIPID0.03Tu0.014Tu0.53Su0.63Su0.88Tu0.49Tu/0.14Tu1.2PIPID0.05Tu0.43Tu0.49Su0.47Su0.91Tu0.47Tu/0.16Tu1.5PIPID0.14Tu0.09Tu0.42Su0.34Su0.99Tu0.43Tu/0.20Tu2.0PIPID0.22Tu0.16Tu0.36Su0.27Su1.05Tu0.4Tu/0.22Tu　　2）扩充响应曲线法　　若已知系统的动态特性曲线，

4、可以采用和模拟调节方法一样的响应曲线法进行整定，其步骤如下。　　断开微机调节器，使系统手动工作，当系统在给定值处处于平衡后，给一阶跃输入。用仪表记录被调参数在此阶跃作用下的变化过程曲线。如图2-12所示。　　图2-12阶跃信号下的曲线动画讲解图片说明　　在曲线最大斜率处做切线，求得滞后时间t，对象时间常数τ以及它们的比值τ/t。根据所求得的τ，t和τ/t值，查表2-2求得值Kp，Ti，Td。　　表2-2扩充响应曲线法整定参数表控制度控制规律参　　数TKpTiTd1.05PIPID0.1t0.05t0.84τ/t1.15τ/t0.34t2.0t/0.45t1.2

5、PIPID0.2t0.15t0.78τ/t1.0τ/t3.6t1.9t/0.55t1.5PIPID0.50t0.34t0.68τ/t0.85τ/t3.9t1.62t/0.65t2.0PIPID0.8t0.6t0.57τ/t0.6τ/t4.2t1.5t/t　　2.3.2经验法　　在实际工作过程中，由于被调对象的动态特性不是很容易确定，即使确定了，不仅计算困难，工作量大，往往其结果与实际相差较大，甚至事倍功半。因此，在实际生产过程中采用的是经验法。即根据各调节作用的规律，经过闭环试验，反复凑试，找出最佳调节参数。微机调速器参数最终要在现场试验好后，才能选出最优参数

6、。厂家有规定的参考值，有一个范围，是理论计算出来的。因此要选择出最优参数，就必须在生产现场进行试验做记录曲线后方能得到。　　2.3.3凑试法确定PID调节参数　　凑试法是通过模拟（或闭环）运行观察系统的响应（例如，阶跃响应）曲线，然后根据各调节参数对系统响应的大致影响，反复凑试参数，以达到满意的响应，从而确定PID的调节参数。增大比例系数Kp一般将加快系统的响应，这有利于减小静差。但过大的比例系数会使系统有较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。增大式（2-2）中的Td有利于加快系统响应，使超调量减小，稳定性增加，但对于干扰信号的抑制能力将减弱。在凑试时，可参考

7、以上参数分析控制过程的影响趋势，对参数进行先比例，后积分，再微分的整定步骤。其具体步骤如下：　　首先整定比例部分。将比例系数由小调大，并观察相应的系统响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。如果系统没有静差或静差小到允许的范围之内，并且响应曲线已属满意，那么只需要用比例调节器即可，最优比例系数可由此确定。　　当仅调节比例调节器参数，系统的静差还达不到设计要求时，则需加入积分环节。整定时，首先置积分常数Ti为一个较大值，经第一步整定得到的比例系数会略为缩小（如减小20%），然后减小积分常数，使系统在保持良好动态性能的情况下，静差得到消除。在此过程中，可根据响应曲

8、线的好坏反复修改比例系数和积分常数，直