PID参数整定PID参数整定.doc

先比例，再积分，最好可以通过串口配置控制参数PI算法的根本目的是要去掉偏差e,先去掉积分的作用，调节比例系数（由大到小），使输出快速但不振荡为好，然后加入积分作用，调节积分系数，去除静差，积分作用过大的加入会引起振荡，所以系数要从大到小的选择（节省你整定参数的时间）。最好是可以通过串口配置整定的系数，这样整定起来比较快。 说实话，现在pid的整定方法基本上就是经验法，不过现在有很多论文阿什么的都有自适应整定的方法，不过都没有实际波形，都是仿真出来，可信性不高，其实，一般的pid控制器只用到PI很少用D的，说一还是试凑法比较简单，就两个参数。 ??? 实验经验法调整PID参数的方法中较常用的是扩充临界比例度法,其最大的优点是，参数的整定不依赖受控对象的数学模型，直接在现场整定、简单易行。 ??? 扩充比例度法适用于有自平衡特性的受控对象，是对连续-时间PID控制器参数整定的临界比例度法的扩充。 ??? 扩充比例度法整定数字PID控制器参数的步骤是： （1）预选择一个足够短的采样周期TS。一般说TS应小于受控对象纯延迟时间的十分之一。 （2）用选定的TS使系统工作。这时去掉积分作用和微分作用，将控制选择为纯比例控制器，构成闭环运行。逐渐减小比例度，即加大比例放大系数KP，直至系统对输入的阶跃信号的响应出现临界振荡（稳定边缘），将这时的比例放大系数记为Kr,临界振荡周期记为Tr。 （3）选择控制度。 ??? 控制度，就是以连续-时间PID控制器为基准，将数字PID控制效果与之相比较。 通常采用误差平方积分 　 作为控制效果的评价函数。 ??? 定义控制度 ????????? ?????????（3-25） ??? 采样周期TS的长短会影响采样-数据控制系统的品质，同样是最佳整定，采样-数据控制系统的控制品质要低于连续-时间控制系统。因而，控制度总是大于1的，而且控制度越大，相应的采样-数据控制系统的品质越差。控制度的选择要从所设计的系统的控制品质要求出发。 （4） 查表确定参数。根据所选择的控制度，查表3一2，得出数字PID中相应的参数TS,KP,TI和TD。 （5）运行与修正。将求得的各参数值加入PID控制器,闭环运行,观察控制效果,并作适当的调整以获得比较满意的效果。 ???? 采样一数据控制系统中，设采样周期为TS，采样速率为1/TS，采样角频率为 ??????????????????????? ???????????????????????????????????? 采样周期TS是设计者要精心选择的重要参数，系统的性能与采样周期的选择有密切关系。 ??? 采样周期的选择受多方面因素的影响,主要考虑的因素分析如下。 （1）香农（Shannon）采样定理 ?????????????????????? ????? （Wmax--被采样信号的上限角频率） ?? 给出了采样周期的上限。满足这一定理，采样信号方可恢复或近似地恢复为原模拟信号，而不丢失主要信息。在这个限制范围内，采样周期越小，采样-数据控制系统的性能越接近于连续-时间控制系统。 （2）闭环系统对给定信号的跟踪，要求采样周期要小。 （3）从抑制扰动的要求来说，采样周期应该选择得小些。 （4）从执行元件的要求来看，有时要求输入控制信号要保持一定的宽度。 （5）从计算机精度考虑，采样周期不宜过短。 （6）从系统成本上考虑，希望采样周期越长越好。 ???? 综合上述各因素，选择采样周期，应在满足控制系统的性能要求的条件下， 尽可能地选择低的采样速率。 ??? 工业控制中，大量的受控对象都具有低通的性质。下面图3-12给出了选择采样周期的经验。 表3-1给出了常用被控量的经验采样周期。 ??????????????? ??? 采样周期的选择，要根据所设计的系统的具体情况，用试凑的方法，在试凑过程中根据各种合理的建议来预选采样周期，多次试凑，选择性能较好的一个作为最后的采样周期。 pid参数整定经验凑试法在实践中最为实用。我们在整定参数时，必须认真观察系统响应情况，根据系统的响应情况决定调整那些参数。在调整参数时，应该知道各种调节作用的特点。这样才能做到有的放矢。比例调节作用的特点： 1??调节作用快，系统一出现偏差，调节器立即将偏差放大1/P倍输出。?? 2??系统存在余差????比例带越大，过渡过程约平稳，但余差越大，比例带越小，过渡过程易振荡，比例带太小时，就可能出现发散振荡。积分调节的特点：积分调节作用的输出变化与输入偏差的积分成正比，积分调节作用的输出不仅取决与偏差信号的大小，还取决于偏差存在的时间，只要?有偏差存在,尽管偏差可能很小，但它存在的时间越长，输出信号就越大，只有消除偏差，输出才停止变化。微分调节的特点：微分