《PID控制仪设置方法.docVIP

在实际应用中，我们尽量避免使用高深复杂的数学公式，希望能使经验法更多的发挥能力，这样既可以节省很多时间，也可以通过经验的传授使更多的工程师或工人可以掌握一种简单有效的方法来进行PID控制器的调节。 传统的PID经验调节大体分为以下几步： 1．? I和D元件，加大P元件，使产生振荡。 2．? P，使系统找到临界振荡点。 3．? I，使系统达到设定值。 4．? 5．? 以上5个步骤可能是大家在调节PID控制器时的普遍步骤，但是在寻找合时的I和D参数时，并非易事。如果能够根据经典的Ziegler-Nichols（ZN法）公式来初步确定I和D元件的参数，会对我们的调试起到很大帮助。 John Ziegler和Nathaniel Nichols发明了著名的回路整定技术使得PID算法在所有应用在工业领域内的反馈控制策略中是最常用的。Ziegler-Nichols整定技术是1942年第一次发表出来，直到现在还被广泛地应用着。 所谓的对PID回路的“整定”就是指调整控制器对实际值与设定值之间的误差产生的反作用的积极程度。如果正巧控制过程是相对缓慢的话，那么PID算法可以设置成只要有一个随机的干扰改变了过程变量或者一个操作改变了设定值时，就能采取快速和显著的动作。　　相反地，如果控制过程对执行器是特别地灵敏而控制器是用来操作过程变量的话，那么PID算法必须在比较长的一段时间内应用更为保守的校正力。回路整定的本质就是确定对控制器作用产生的过程反作用的积极程度和PID算法对消除误差可以提供多大的帮助。 经过多年的发展，Ziegler-Nichols方法已经发展成为一种在参数设定中，处于经验和计算法之间的中间方法。这种方法可以为控制器确定非常精确的参数，在此之后也可进行微调。 Ziegler-Nichols方法分为两步： 1．? 2．? 稳定极限是由P元件决定的。当出现稳态振荡时就达到了这个极限。产生了临界系数Kpcrit和临界振荡周期Tcrit。 确定临界系数Kpcrit和临界振荡周期Tcrit后，根据下表的公式，计算其他参数： 根据上述方法，举例说明： 1．? 假设Kpcrit=20 2．? Tcrit=100ms 确定PID控制器的P、I、D元件的系数以及积分时间内Tn和微分时间Tv。 优化PID控制器的参数： 综上可以看书，在调试PID控制器时，如果应用Ziegler-Nichols方法，可以快速、精确的算出相应的各参数数值，再之后只需进行微调便可得到理想的控制效果。 ? 常规PID参数设置指南 #1 常规PID参数设置指南 启动PID参数自整定程序，可自动计算PID参数，自整定成功率95%，少数自整定不成功的系统可按以下方法调PID参数。 P参数设置 　　如不能肯定比例调节系数P应为多少，请把P参数先设置大些（如30%），以避免开机出现超调和振荡，运行后视响应情况再逐步调小，以加强比例作用的效果，提高系统响应的快速性，以既能快速响应，又不出现超调或振荡为最佳。 I参数设置 　　如不能肯定积分时间参数I应为多少，请先把I参数设置大些（如1800秒），(I 3600时，积分作用去除)系统投运后先把P参数调好，尔后再把I参数逐步往小调，观察系统响应，以系统能快速消除静差进入稳态，而不出现超调振荡为最佳。 D参数设置 　　如不能肯定微分时间参数D应为多少，请先把D参数设置为O，即去除微分作用，系统投运后先调好P参数和I参数，P、I确定后,再逐步增加D参数,加微分作用，以改善系统响应的快速性，以系统不出现振荡为最佳，（多数系统可不加微分作用）。 文章发表于：2008/10/12 12:00:42 [回复] [编辑] [管理] 一、?PID参数人工整定方法PID参数的设置情况直接影响系统的调节结果。人工整定PID参数，最简单实用的方法就是使用“邻界比例法”来确定PID的参数。具体方法是：将系统接成闭环，关掉I、D（即将参数积分时间I和微分时间D均设置为0），多次调节比例带P值的大小，使系统刚刚产生振荡，记录此时的比例带参数（XP1）及振荡周期时间（T），则正确的PID参数可以从下表中计算出来（以恒温调节系统为例说明）：最终控制方式 比例带 积分时间 微分时间纯比例控制 2 × XP1 P、I控制 2.2 × XP1 0.8 × T P、I、D控制 1.67 × XP1 0.5 × T 0.12 × T根据比例带XP1和振荡周期T，查上表后计算出合适的比例带、积分时间、微分时间三个参数的具体数值，再按仪表的设置步骤键入PID参数并稍作微调即可。概括地说，比例带P设置的数值越大，系统越不会发生振荡，静差