PID参数设定调节.docx

PID参数如何设定调整

4.1PID理论分析

现在的工程实践中承受最广泛的掌握方法是PID掌握，其具有掌握响应快，可以做到无静差跟踪的特点，本文中掌握也是承受PID掌握。假设承受PID实现反响掌握，其输出由增益项、积分项、微分项三项构成：

式中，T1为掌握器的增益；Kp为掌握器的积分时间常数；Td为掌握器的微分时间常数；e〔t〕为偏差；y〔t〕为被调参数；SP为掌握器的设定值；U〔t〕为调整器的输出。

以被调参数y〔t〕为进站压力为例，在手动状态时，PID掌握器不起掌握作用，调整阀直接由现场手动掌握或者由上位机界面手动输入MAN值掌握。但被调参数进站压力y〔t〕仍由PID调整器的输入端PV_IN输入〔见图1、表1、2〕与设定值SP比较构成偏差量e〔t〕。依据掌握原理，假设e〔t〕不为零，则PID掌握器对偏差长时间的积分项

将渐渐向掌握器输出的两个极端方向变化，直到到达饱和，即到达PID掌握器的极限输出为止。〔即

对应于调整阀全开或者，对应于调整阀全关〕。假设此时由手动切换到自动，PID调整器将发生掌握作用，使调整阀全开或者全关，很简洁引起事故。通过上述分析，则PID调整器在时刻t实现无扰动切换的条件是：

①在手动掌握时保证PID掌握器的偏差为零，由式〔2〕可知，必需保证设

定值SP

定值SP始终跟踪被调量进站压力y〔t〕。

②PID掌握器的输出U〔t〕应等于切换前的手动掌握值-MAN值。

当手动切换到自动状态时，掌握器开头接手掌握作用，由①知，此时由于偏

差为零，掌握器将不发生调整作用，即掌握器的输出保持为最终的手动输出值不

变；由②知，由于PID掌握器的输出等于切换前手动掌握最终时刻的调整器阀位，则输出保持不变，不会引起扰动

比例〔P〕掌握

比例掌握是一种最简洁的掌握方式。其掌握器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例掌握时系统输出存在稳态误差〔Steady-stateerror〕。

积分〔I〕掌握

在积分掌握中,掌握器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动掌握系统,假设在进入稳态后存在稳态误差,则称这个掌握系统是有稳态误差的或简称有差系统〔SystemwithSteady-stateError〕。为了消退稳态误差,在掌握器中必需引入“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,它推动掌握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)掌握器,可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

微分〔D〕掌握

在微分掌握中,掌握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。自动掌握系统在抑制误差的调整过程中可能会消灭振荡甚至失稳。其缘由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。解决的方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当是零。这就是说,在掌握器中仅引入“比例”项往往是不够的,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”,它能推测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的掌握器,就能够提前使抑制误差的掌握作用等于零,甚至为负值,从而避开了被控量

的严峻超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)掌握器能改善系统在调整过程中的动态特性。

5、PID掌握器的参数整定

PID掌握器的参数整定是掌握系统设计的核心内容。它是依据被控过程的特性确定PID掌握器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID掌握器参数整定的方法很多,概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型,经过理论计算确定掌握器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必需通过工程实际进展调整和修改。二是工程整定方法,它主要依靠工程阅历,直接在掌握系统的试验中进展,且方法简洁、易于把握,在工程实际中被广泛承受。PID掌握器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反响曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后依据工程阅历公式对掌握器参数进展整定。但无论承受哪一种方法所得到的掌握器参数,都需要在实际运行中进展最终调整与完善。现在一般承受的是临界比例法。利用该方法进展PID掌握器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作

﹔(2)仅参加比例掌握环节,直到系统对输入的阶跃响应消灭临界振荡,登记这时

的比例放大系数和临界振荡周期﹔(3)在肯定的掌握度下通过公式计算得到PID

掌握器的参数。

PID参数的设定：是靠阅历及工艺的生疏,参考测量值跟踪