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PID控制算法及其应用 时间：2013.8.26 内容 PID控制系统模型 PID算法表达式 各个环节的作用 PID调试步骤 实例演示 总结 PID控制系统模型 如果控制器是用PID控制算法来实现控制被控对象的系统，则称为PID控制系统。 PID算法表达式 PID模拟算法： 各个环节的作用 PID控制包括三个环节：比例、积分、微分环节，对应的参数分别为P、Ti 、Td，这三个环节在控制系统中起到不同的作用。 　比例调节作用： 　按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。 各个环节的作用 积分调节作用： 使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误 差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停 止，积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决 与积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。反 之Ti大则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳 定性下降，动态响应变慢。 各个环节的作用 微分调节作用： 微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性， 能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作 用，可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适 情况下，可以减少超调，减少调节时间。微分作用对 噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系 统抗干扰不利。 注意：对于滞后很小或噪声严重的系统，应避免引入 微分作用，否则会由于被控系统的快速变化引起控制 作用的大幅度变化，严重时会导致控制系统不稳定。 PID调试步骤 Ａ、确定比例增益P确定比例增益P?时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0，使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。 PID调试步骤 Ｂ、确定积分时间常数Ti比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，之后再反过来，逐渐加大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti调试完成。 PID调试步骤 C、确定积分时间常数Td积分时间常数Td一般不用设定，为0即可。若要设定，与确定?P和Ti的方法相同，取不振荡时的30%。 D、系统空载、带载联调，再对PID参数进行微调，直至满足要求。  PID调试步骤 一种比较实用的PID调试方法: 　一般先使Ti等于0，P从0开始往上加，直到系统出现等幅振荡为止，记下此时振荡的周期，然后设置Ti为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。 注意：一般不用D，仅使用PI即可,除非一些 大功率加热控制等惯大的系统。  实例演示 总结 PID参数的调节可以用以下口诀来总结： 参数整定找最佳，从小到大顺序查；先是比例后积分，最后再把微分加；曲线振荡很频繁，比例度盘要放大；曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳；曲线偏离回复慢，积分时间往下降；曲线波动周期长，积分时间再加长；曲线振荡频率快，先把微分降下来；动差大来波动慢，微分时间应加长；?理想曲线两个波，前高后低4比1好。一看二调多分析，调节质量不会低。 谢谢大家 * * PID控制器　 执行机构　 对象　 变传器　 PID控制系统模型 Ｒ Ｆ Ｅ Ｕ PID数字算法：