pid调节口决-第3部分
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破鳎湍芄惶崆笆挂种莆蟛畹目刂谱饔玫扔诹悖踔廖褐担佣苊饬吮豢亓康难现爻鳌Ｋ远杂薪洗蠊咝曰蛑秃蟮谋豢囟韵螅壤⒎郑≒D）控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
5、PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制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，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制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）仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期﹔（3）在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
PID参数的经验设置
我在手册上查到的，并已实际的测试过，方便且比较准确
应用于传统的PID
1。首先将I，D设置为0，即只用纯比例控制，最好是有曲线图，调整P值在控制范围内成监界振荡状态。
记录下临界振荡的同期Ts
2。将Kp值=纯比例时的P值
3。如果控制精度=1。05％，则设置Ti=0。49Ts ； Td=0。14Ts ；T=0。014
控制精度=1。2％，则设置Ti=0。47Ts ； Td=0。16Ts ；T=0。043
控制精度=1。5％，则设置Ti=0。43Ts ； Td=0。20Ts ；T=0。09
朋友，你试一下，应该不错，而且调试时间大大缩短
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效果不理想，平常手动时在＋/…200牛顿左右波动（LoadCell式张力传感器）；自动时最好也就＋/－80N吧（注意：6％了！感觉有震荡嫌疑了）。没有趋势图，波动周期没测过。
简单介绍一下这里的张力控制：
loadcell测张力（单位n，范围0～2400n）；通过调速调节张力；速度主给定为前级车速（前级车速由模拟量传送到PLC，PLC进行速比运算后模拟量输出到驱动主给定），张力PID输出做为车速的辅助给定（主给定＋/－5％）；
OB13调用PID 功能块；
5次平均法滤波（会导致一定的滞后，但可disable）。
我做过：
张力传感器校验，通过，入PLC信号屏蔽良好，校验时波动非常小；
各模拟量屏蔽，屏蔽线单端接地；
强制输出模拟量到驱动主给定，手动模式下调试驱动装置，速度较稳定（直流模拟装置，150mpm给定下速度波动＋/－0。4mpm，最大车速375mpm）；
前级车速控制回路参数整定（数字回路，车速稳定）；
disable 张力传感器滤波，效果与有滤波无明显不同，最终还是加了滤波；
PI参数整定，比例参数由原来的6。00一直降到2。45效果稍好，但不明显，比例加大后超调太多；
上帝呀，老天爷呀，真主呀，佛祖呀，土地呀我都求过了。
其实运行起来控制的还可以，不过总觉得没有别的回路调的好，所以有点疙疙瘩瘩的，还想调的更好。
我一般这样调PI参数：关闭积分项，整定P到有超调的稳定状态，再整定P到无超调的稳定状态，整定P到这两次的中间位置；慢慢开积分项，观察静差和阶跃响应，凭经验调至满意；如果有趋势图更好，没有的话完全凭经验。
我感觉张力控制PI回路与液位、压力等回路相比，控制精度都偏低。还有，如果扰动太大，仅凭回路的调节作用就非常有限了，必须消除扰动因素才最重要（比如速调系统中的机械共振，传动间隙，皮带打滑，轴承故障等等都会造成较大波动和系统震荡），此时不要着急整定PI参数。
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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：微分调节的输出是与被调量的变化率成正比。在比例微分调节作用下，有时尽管偏差很小，但其变化速度很快，则微分调节器就有一个较大的输出。
根据PID个调节器的特点，不难得出他们的适用范围：
比例调节：对调节质量要求不高的系统，对系统余差没有过高要求，比如一些简单的液位调节，温度调节等。
比例积分调节：适用面广，对于调节对象惯性较小的系统，比如压力，流量，液位等。对于惯性较大的系统如温度系统，调节时间可能较长，超调量也较大。对于负荷变化特别剧烈的系统，由于积分作用不能及时反映，也会使得调节作用不够及时。
比例积分微分调节：PID调节综合了各类调节器的优点，具有很好的调节性能。但不是所有的对象都适合采用PID调节规律，应根据对象来确定选用PI、PD、PID调节规律。
经验值：
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（％）2060，I（分）310，D（分）0。53
对于流量系统：P（％）40100，I（分）0。11
对于压力系统：P（％）3070，I（分）0。43
对于液位系统：P（％）2080，I（分）15
总之，在整定时不能让系统出现发散振荡。如出现发散振荡，应立即切为手动，等系统稳定后增大比例带、积分时间或减小微分时间，重新切换到自动。
比例带越大，过渡过程越平稳，但余差越大。比例带越小，过渡过程容易发生振荡。积分时间越小，消除余差就越快；但系统振荡会较大，积分时间越大，系统消除余差的速度较慢。微分时间太大，系统振荡次数增加，调节时间增加，微分太小，系统调节缓慢。
一句话：整定参数时要认真观察系统输出及被调量的变化情况，再根据具体情况适当修改PID参数。可以说，觉大多数控制系统采用PID调节都能满足要求。
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参数整定前要先校验传感器和执行器，这是前提；
可以先手动控制试一下，一般温度、流量、液位都是比较稳定的系统；
按经验值设定P参数，暂时关掉积分调节试着切换到自动观察阶跃响应，此时应特别注意控制器的输出，一定要判断一下回路是不是正反馈的（检查设计和接线是否有漏洞，新系统调试的时候会遇到这种情况，如：需要关开度的时候，调节器偏偏是放大开度）；
速度控制回路要把电流上限和/或频率上限限定的稍微小一些，以免发散的回路震荡时造成设备损坏，回路中有手阀的可以关小（或开大，视实际情况而定）手阀开度；
如果是串级、比例控制回路，要先一个回路一个回路的整定，还应注意先内环后外环的原则。
这是我的经验，不对的地方和疏漏的地方还请大家指正，补充，谢谢
介绍几种PID参数的整定
PID调节规律对于很多工程技术人员已经耳熟能详，它是在经典控制理论基础上发展出来的。但是，我们发现，在实际的过程控制中，很多工程技术人员对于如何正确整定这些参数往往会束手无策，甚至无从下手，本文尝试介绍几种常用的方法，以期望对大家的工作有所帮助。
控制器的参数与系统所处的稳态工况有关。一旦工况改变了，也就是过程对象的“特性”改变了，那么控制器参数的“最佳”值也就随着改变。这就意味着需要随时整定控制器的参数，以满足控制系统满足过程控制对象的快速性、准确性和稳定性要求。
以下所作介绍，都是从理论书籍中来，欢迎批评指正，交流提高。
PID其控制图如下图1所示：
此主题相关图片如下：
实时控制一般要求被控过程是稳定的，对给定量的变化能够迅速响应，超调量要
小（满足一定的指标要求）且有一定的抗干扰能力。同时满足上述要求似乎是很困难的，尤其在实际应用中。但主要指标必须要满足。参数的选择可以即通过实验确定，也可以通过试凑法或者经验数据法得到。以下为这主要集中参数整定方法。
1经验数据法
PID控制器的参数整定在大量的工程实践中，逐渐被广大工程技术人员经过大量的经验积累找到了一种快捷的整定方法，就是我们现在介绍的所谓“经验法”。实际上比例、积分和微分三部分作用是相互影响的，应用经验法可避免一些重复工作，节省调试时间，尤其是在缺少一些资料和试验数据的时候。从应用的角度看，只要被控对象主要指标达到设计要求，能满足现场要求即可。长期的实践经验发现，各种不同被控对象的PID的参数都是有一定规律的，也就是说有一定的数据范围。这样就为现场调试提供了一个大致基准，可方便依据此基准迅速查找。表1给出了几种常见被控量PID参数的经验数据，可供参考。
此主题相关图片如下：
2试凑法
顾名思义，试凑法就是根据过渡过程中被调参数变化的情况进行再调整PID参数的
方法。此法边观察过程曲线（过过程变量变化情况），边修改参数，直到满意为止。
大家都知道，增大比例系数Kp会加快系统的响应速度，提高系统的快速性。但过大的
比例系数会使系统有较大的超调，有可能产生振荡使稳定性变差，并且有稳态误差。减小积分系数KI将减少积分作用（与积分常数的变化相反），有利于减少超调使系统稳定，减小系统稳态误差，但系统消除静差的速度慢。增加微分系数KD有利于加快系统的响应，使系统提前作出响应，使超调减少，稳定性增加，但缺点明显，对干扰的抑制能力差，而且整定不当反而使系统处于不稳定状态。试凑时，一般可根据以上各参数特点，对参数实行先比例、后积分、再微分的步骤进行整定。
（1） 比例部分整定。首先将积分系数KI和微分系数KD置零，取消微分和积分作用而采用纯比例控制。将比例系数Kp由小到大变化，观察系统的响应，直至响应速度快，且有一定范围的超调为止。如果系统静差在规定范围之内，且响应曲线已满足设计要求，那么只需用纯比例调节器即可。
（2） 积分部分整定。如果比例控制系统的静差达不到设计要求，这时可以加入积分作用。在整定时将积分系数KI由小逐渐增加（积分作用就逐渐增强），观察输出，系统的静差应逐渐减少直至消除（在性能指标要求下）。反复试验几次，直到消除静差的速度满意为止。注意这时的超调量会比原来加大，可能需要适当降低一些比例系数Kp。
（3） 微分部分整定。若使用比例积分（PI）控制器经反复调整仍达不到设计要求，应考虑加入微分作用。整定时先将微分系数KD从零逐渐增加（微分作用逐渐增强），观察超调量和稳定性，同时相应地微调比例系数Kp、积分系数KI，逐步试凑，直到满意为止。注意，在设计控制系统时，应使微分环节为实际微分环节，而不可以是理想微分环节。
3扩充临界比例度法
也成为扩充临界比例带法。这种方法适用于有自平衡能力的被控对象，是模拟系统
中临界比例度法的扩充。整定步骤如下：
（1） 选择一个足够短的采样周期T。所谓足够短，就是采样周期小于对象的纯滞后时间的1/10。
（2） 让系统作纯比例控制，并逐渐缩小比例度e（e=1/Kp）使系统产生临界振荡。此时的比例度和振荡周期就是临界比例度eK和临界振荡周期TK。
（3） 选定控制度。所谓控制度，就是以模拟调节器为基准，将系统的控制效果与模拟调节器的控制效果相比较，其比值即控制度。
表2位扩充临界比例度法的参数整定表。
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这样四个参数的整定问题就简化为一个参数Kp的整定问题了。改变Kp，观察控制效果，直到满意为止。
欢迎各位多提宝贵意见，交流应用心得。
这种方法的基本程序是先根据运行经验，确定一组调节器参数，并将系统投入闭环运行，然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值），观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。若认为控制质量不满意，则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。这样反复试验，直到满意为止。
经验法简单可*，但需要有一定现场运行经验，整定时易带有主观片面性。当采用PID调节器时，有多个整定参数，反复试凑的次数增多，不易得到最佳整定参数。
下面以PID调节器为例，具体说明经验法的整定步骤：
⑴让调节器参数积分系数S0=0，实际微分系数k=0，控制系
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