pid系数的调整方法整理.pdf

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1)比例系数 一般地,增大比例系数 将加快系统的响应 速度,在有静差系统 中有利于减小静差,但加大比 例系数能减小静差,却不能从根本上消除静差.而 且过大的比例系数会使系统产生超调,并产生振荡 或使振荡次数增多,使调节时间加长,并使系统稳 定性变坏或使系统变得不稳定.比例系数太小,又 会使系统的动作迟缓. 2)积分时间常数 一般地,积分控制通常与比例控制或比例微分 控制联合使用,构成 PI 或 PID 控制.增大积分时间 常数 (积分变弱)有利于减小超调,减小振荡,使 系统更稳定,但同时要延长系统消除静差的时间. 积分时间常数太小会降低系统的稳定性,增大系统 的振荡次数. 3)微分时间常数 一般地,微分控制也和比例控制和比例积分控 制联合使用,组成 PD 或 PID 控制.微分控制可改 善系统的动态特性,如减小超调量,缩短调节时间, 允许加大比例控制,使稳态误差减小,提高控制精 度.但应当注意,微分时间常数 偏大或偏小时, 系统的超调量仍然较大,调节时间仍然较长,只有 合适的微分时间常数,才能获得比较满意的过渡过 程.此外,微分作用也使得系统对扰动变得敏感. 从 PID 控制器的3 个参数的作用可以看出 3 个参数直接影响控制效果的好坏,所以要取得较好 的控制效果,就必须对比例、积分、微分 3 种控制作 用进行调节.总之,比例主要用于偏差的 “粗调”, 保证控制系统的 “稳”;积分主要用于偏差的 “细 调”,保证控制系统的 “准”;微分主要用于偏差的 “细调”,保证控制系统的 “快”. 、在偏差比较大时,为使尽快消除偏差,提高响应速度,同时为了避免系统响应 出现超调,Kp 1 取大值,Ki 取零;在偏差比较小时,为继续减小偏差,并防止超调过大、产生 振荡、稳定性变坏, Kp 值要减小,Ki 取小值;在偏差很小时,为消除静差,克服超调,使系统尽快 稳定,Kp 值继续 减小,Ki 值不变或稍取大。 2、当偏差与偏差变化率同号时,被控量是朝偏离既定值方向变化。因此,当 被控量接近定值 时,反号的比列作用阻碍积分作用,避免积分超调及随之而来的振荡,有利于控 制;而当被控量远未接近各定值并向定值变化时,则由于这两项反向,将会减慢 控制过程。在偏差比较大时,偏差变化率与偏差异号时,Kp 值取零或负值,以 加快控制的动态过程。 3、偏差变化率的大小表明偏差变化的速率,e -e 越大,Kp 取值越小,Ki 取值越大,反 之亦然。同时,要结合偏差大小来考虑。 4、微分作用可改善系统的动态特性,阻止偏差的变化,有助于减小超调量, 消除振荡,缩短 调节时间t ,允许加大 Kp,使系统稳态误差减小,提高控制精度,达到满意 的控制效果。所以,s 在e 比较大时,Kd 取零,实际为 PI 控制;在e 比较小时,Kd 取一正值,实行 PID 控制。 在实际调试中,只能先大致设定一个经验值,然后根 据调节效果修改。 对于温度系统:P (%)20--60,I (分)3--10,D (分) 0.5--3 对于流量系统:P (%)40--100,I (分)0.1--1 对于压力系统:P (%)30--70,I (分)0.4--3 对于液位系统:P (%)20--80,I (分)1--5 2 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 一看二调多分析,调节质量不会低 下面以PID 调节器为例,具体说明经验法的整定步骤: 【1】让调节器参数积分系数S0=0,实际微分系数k=0, 控制系统投入闭环运行,由小到大改变比例系数S1, 让扰动信号作阶跃变化,观察控制过程,直到获得满 意的控制过程为止。 【2】取比例系数S1 为当前的值乘以0.83,由小到大 增加积分系数S0,同样让扰动信号作阶跃变化,直至 求得满意的控制过程。 【3】积分系数S0 保持不变,改变比例系数S1,观察 控制过程有无改善,如有改善则继续调整,直到满意 为止。否则,将原比例系数S1 增大一些,再调整积分 3 系数S0,力求改

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