PID控制器参数整定与应用

一、绪论PID 参数的整定就是合理的选取PID 三个参数。

从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态误差等方面考虑问题，三参数作用如下：比例调节作用：成比例地反映系统的偏差信号，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生与其成比例的调节作用，以减小偏差。

随着P K 增大，系统的响应速度加快，系统的稳态误差减小，调节应精度越高，但是系统容易产生超调，并且加大P K 只能减小稳态误差，却不能消除稳态误差。

比例调节的显著特点是有差调节。

积分调节作用：消除系统的稳态误差，提高系统的误差度。

积分作用的强弱取决于积分时间常数i T ，i T 越小，积分速度越快，积分作用就越强，系统震荡次数较多。

当然i T 也不能过小。

积分调节的特点是误差调节。

微分调节作用：微分作用参数d T 的作用是改善系统的动态性能，在d T 选择合适情况下，可以减小超调，减小调节时间，允许加大比例控制，使稳态误差减小，提高控制精度。

因此，可以改善系统的动态性能，得到比较满意的过渡过程。

微分作用特点是不能单独使用，通常与另外两种调节规律相结合组成PD 或PID 控制器。

二、设计内容1. 设计P 控制器控制器为P 控制器时，改变比例系数p K 大小。

P 控制器的传递函数为：()P P K s G =，改变比例系数p K 大小，得到系统的阶跃响应曲线当K=1时，P当K=10时，PK=50时，当P当P K =100时，p K 超调量σ% 峰值时间p T 上升时间r T 稳定时间s T 稳态误差ss e 1 49.8044 0.5582 0.2702 3.7870 0.9615 10 56.5638 0.5809 0.1229 3.6983 0.7143 50 66.4205 0.3317 0.1689 3.6652 0.3333 10070.71480.25060.07443.64100.2002仿真结果表明：随着P K 值的增大，系统响应超调量加大，动作灵敏，系统的响应速度加快。

PID控制器的作用分析及参数整定PID控制器是一种常用的自动控制器，可以根据系统的反馈信号和设定值进行调整，从而实现控制系统的稳定和精确控制。

PID控制器通过调整输出信号，使得被控对象的输出值尽可能地接近设定值，通过不断地迭代修正，实现对系统的自动调节和控制。

1.实现系统的稳定控制：PID控制器通过不断地调整输出信号，使得被控对象的输出值尽可能地接近设定值，从而实现系统的稳定控制。

PID 控制器的输出信号与系统的误差、误差变化率以及误差积分值有关，通过调整这些参数的权重，可以实现对系统的稳定控制。

2.快速响应和抗干扰能力：PID控制器能够根据系统的反馈信号和设定值的变化情况，快速地调整输出信号，使得系统能够快速响应，并具有一定的抗干扰能力。

通过合理地设置PID控制器的参数，可以提高系统的响应速度和抗干扰能力，实现更加准确的控制。

3.自动调节和优化：PID控制器可以根据系统的反馈信号和设定值自动调节输出信号，实现对系统的自动调节和优化。

通过不断地迭代修正，PID控制器可以根据系统的实际状况和要求，自动调整参数，使得系统的控制效果达到最佳状态。

参数整定是PID控制器应用的关键环节，合理的参数设置可以有效地提高PID控制器的性能。

常见的PID控制器参数包括比例增益（Kp）、积分时间（Ti）和微分时间（Td）。

1.比例增益（Kp）：控制器输出与误差的线性关系，越大控制器对误差的修正约大。

Kp的选择会影响系统的响应速度和稳定性，过大会导致震荡或不稳定，过小则响应较慢或无法消除稳态误差。

2.积分时间（Ti）：控制器对误差累积值的补偿作用，用于消除稳态误差。

Ti的选择对系统的响应速度和稳态误差的消除有影响，过大会导致响应变慢，过小则可能导致震荡。

3.微分时间（Td）：控制器对误差变化率的补偿作用，用于消除超调和减小误差上升的速率。

Td的选择可以改善系统的动态响应速度和稳定性，但过大或过小可能引起震荡。

参数整定的方法较为复杂，常用的方法包括经验调整法、试探法、理论分析法和优化算法等。

pid控制器参数整定方法及应用1 绪论随着科技的发展，使用PID控制器参数及其应用已经成为当今时代中用于控制和调节机械系统的必需技术。

PID控制器的参数整定有助于更好地控制被控对象，提高控制性能。

本文述了PID控制器的参数整定方法，以及其在机械系统中的应用。

2 Pid控制器参数整定PID控制器参数整定通过选择适当的分子和分母系数来实现，这些系数实际上是控制器的“参数”，可以指导控制器对机械系统的控制行为。

下面通过实例来说明如何进行PID控制器参数整定： 假设我们正在使用PID控制一个汽车的控制系统，我们需要进行PID参数整定。

首先，我们需要通过试验来观察汽车的转弯能力以及汽车对转弯操作的响应，并记录读数。

然后，我们需要根据所获得的实验数据，确定PID控制器的Kp，Ki，Kd参数。

Kp：Kp参数可以定义为系统的放大系数，它可以保持系统的闭环响应更快。

Ki：Ki参数可以定义为系统的微调系数，它可以调整系统的稳定性。

Kd：Kd参数可以定义为系统的衰减系数，以防止系统产生过大的振荡。

根据实验数据，我们可以根据汽车的控制系统调节PID参数，使它能够更好地控制汽车的运动，并达到期望的控制效果。

3 Pid控制器的应用PID控制器的应用可以被广泛应用于机械系统，尤其是自动控制系统。

例如，它可以用于控制建筑电梯的运动，以达到轿厢精确控制的目的。

它还可以用于机器人控制，如翻转、移动或抓取物体。

此外，PID控制器可以被应用于各种控制系统中，如电力系统、工业系统、火车系统等。

在这些系统中，PID控制器可以用于控制速度，以达到预期的控制目标。

4 结论PID控制器参数整定是实现机械系统控制和调节的关键技术。

正确进行PID参数整定可以获得最佳的性能，而错误的参数设置可能会导致系统失控。

此外，PID控制器的应用可以被广泛应用于机械系统中以实现精确控制和调节。

PID控制器参数整定与应用PID控制器由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分组成。

比例控制器根据当前的偏差与参考值之间的差异给出一个输出。

积分控制器根据偏差随时间的累积计算输出，用于消除系统的稳态误差。

微分控制器根据偏差的变化率给出输出，用于稳定系统的动态响应。

PID控制器的输出是比例、积分和微分控制器的输出之和。

参数整定是指选择合适的PID控制器参数，使得控制系统能够稳定工作且具有良好的响应速度和抗干扰能力。

PID控制器的参数整定一般有以下几种方法：1.经验法：根据经验和实际控制系统的特点选择参数。

这种方法适用于控制系统较简单的情况，但不具有普适性。

2. Ziegler-Nichols方法：通过实验数据来确定参数。

首先将积分和微分参数设为零，逐渐增加比例参数，直到系统出现较小的超调（即超过参考值后回波的百分比），然后根据超调曲线确定比例和时间参数。

3. Chien-Hrones-Reswick方法：通过频域分析来确定参数。

首先将系统转化为频域传递函数，然后根据传递函数的特性来选择参数。

4.自整定方法：使用专门设计的算法来进行参数整定。

这些算法根据系统的频率响应和阶跃响应等特征进行参数的优化。

1.温度控制：PID控制器可以通过调节加热元件的功率来控制温度的稳定性和响应速度。

例如，在恒温恒湿箱中，通过测量温度偏差，计算出PID控制器的输出，来控制加热器的功率，使系统保持在设定温度下。

2.流量控制：PID控制器可以通过调节阀门的开度来控制液体或气体的流量。

例如，在一个水罐中，通过测量液位偏差，计算出PID控制器的输出，来控制阀门的开度，以维持设定的液位。

3.速度控制：PID控制器可以通过调节电机的输入电压或转矩来控制机械系统的速度。

例如，在一个电动机驱动的输送带系统中，PID控制器可以根据输送带的位置偏差，计算出对电机的控制信号，来控制输送带的速度。

4.位置控制：PID控制器可以通过调节电机的转矩或位置来控制机械系统的位置。

pid控制器参数整定方法及应用PID控制器是工业自动化中常用的一种控制器，其参数整定方法及应用对于控制系统的稳定性和性能有着至关重要的作用。

本文将详细介绍PID控制器参数整定方法及应用。

一、PID控制器概述PID控制器是由比例控制器、积分控制器和微分控制器三部分组成的，利用反馈信号进行控制。

其中比例控制器通过测量误差的大小，对被控制对象进行控制，积分控制器通过测量误差的积分，对被控制对象进行控制，微分控制器通过测量误差的微分，对被控制对象进行控制。

PID控制器通过组合三个控制方式，可以对被控制对象进行更加精确的控制。

二、PID控制器参数整定方法1. 经验法PID控制器参数整定的第一步是通过经验法确定参数初值。

经验法是根据实际经验和实验数据得出的整定参数，是参数初值的基础。

经验法的参数初值如下：比例系数Kp取值为被控对象动态响应曲线的最大斜率处的斜率倒数；积分时间Ti取值为被控对象动态响应曲线从起点到终点的时间长度；微分时间Td取值为被控对象动态响应曲线的最大曲率处的时间。

2. Ziegler-Nichols法Ziegler-Nichols法是广泛应用的PID控制器参数整定方法之一，其步骤如下：a.将比例系数Kp调至临界增益Kcr处，此时系统开始振荡；b.测量振荡周期Tu；c.根据系统类型选择合适的参数整定公式，计算出参数初值：系统类型 Kp Ti TdP型系统 0.5Kcr ——PI型系统 0.45Kcr Tu/1.2 —PD型系统 0.8Kcr — Tu/8PID型系统 0.6Kcr 0.5Tu Tu/83. Chien-Hrones-Reswick法Chien-Hrones-Reswick法是另一种常用的PID控制器参数整定方法，其步骤如下：a.测量被控对象的动态响应曲线，并计算出其惯性时间常数L、时延时间T和时间常数K；b.根据系统类型选择合适的参数整定公式，计算出参数初值：系统类型 Kp Ti TdP型系统 0.5K ——PI型系统 0.45K L —PD型系统 0.8K — TPID型系统 0.6K 0.5L 0.125T三、PID控制器应用PID控制器广泛应用于工业自动化中，例如温度控制、压力控制、流量控制等。

1. 简介PID控制指的是一种闭环控制方式,将输入输出偏差的比例〔P〕、积分〔I〕和微分〔D〕通过线性组合构成控制量，对被控制对象进行控制。

2.PID控制原理在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是PID控制。

模拟PID控制系统原理框图如图1-1所示。

系统由模拟PID控制器和被控对象组成。

PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值rin(t)与实际输出值yout(t)构成控制偏差PID的控制规律为或写成传递函数的形式式中，Kp---比例系数；Ti--积分时间常数；Td---微分时间常数。

简单说来，PID控制器各校正环节的作用如下：（1）比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号error(t),偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。

（2）积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。

积分作用的强弱取决于积分时间常数TI，TI越大，积分作用越弱，反之那么越强。

（3）微分环节：反映偏差信号的变化趋势〔变化速率〕，并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。

3.数字PID算法原理在计算控制系统中，使用的是数字PID控制器，数字PID控制算法通常又分为位置式PID 控制算法和增量式PID控制算法。

位置式算法输出的是执行机构的实际位置，如有干扰的话，会导致大幅度变化。

而增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量，所以电机控制一般都采用增量式PID算法。

增量式PID算法公式:----△u( k ) = K p△e(k)+Kie(k)+Kd[△e(k)-△e(k-1)]----△e(k) = e(k) – e(k-1)-----△e(k-1) = e(k-1) – e(k-2)-----e(k) = r(k) – c(k) (因在速度控制导通角上开始是从大变小,所以该公式须变成c(k)-r(k))参数说明:k--------------采样序号, k = 0, 1, 2----;r(t)-----------速度给定值;c(t)-----------速度实际输出值;△u( k )------第K次采样时刻的电脑输出增量值；e(k)----------第K次采样时刻输入的偏差值；e(k-1)--------第(k-1)次采样时刻输入的偏差值;K I-------------积分系数，K I = K P*T/T I；K D------------微分系数，K D = K P*T D/T；T--------------采样调期;Kp------------比例系数;T I-------------积分时间常数T D------------微分时间常数4.PID控制参数整定方法PID控制参数的自动整定分两步进行，第一步是初始确定PID控制参数；第二步是在初定的PID控制参数根底上，根据直线电机控制系统的响应过程和控制目标期望值，修正初定的PID参数，直至电机系统的控制指标符合所需求为止.在数字控制系统中，采样周期T是一个比较重要的因素，采样周期的选取，应与PID参数的整定综合考虑，选取采样周期时，一般应考虑以下几个因素：（1）采样周期应远小于对象的扰动信号的周期。

PID控制器参数整定与应用PID控制器是一种常用的自动控制器，在工业自动化领域应用广泛。

它的主要作用是通过测量的偏差来调节执行器的控制量，从而使被控制对象的输出值与设定值之间达到最优的控制效果。

在实际中，PID控制器的参数整定是一个重要的环节，它直接影响控制系统的性能。

PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个控制部分组成，其中比例部分根据偏差的大小直接产生控制量，积分部分对偏差的积分产生控制量，微分部分对偏差的变化率产生控制量。

三个部分的输出量经过加权求和后作为最终的控制量。

整定PID控制器的参数需要根据被控制对象的特性进行调整，以达到快速、稳定、精确的控制效果。

常用的参数整定方法包括经验法、试验法和理论法。

经验法是根据工程师的经验和实际情况来调整PID控制器的参数。

比如，比例系数Kp的大小与偏差的关系可以通过试验来确定，当偏差增大时，可以逐渐增大Kp的值，直至产生足够的控制量来抵消偏差。

积分时间Ti和微分时间Td可以根据被控对象的时间常数和惯性大小来估计，通常由实验确定。

试验法是通过对控制系统进行一系列实验来获得最佳的参数值。

常见的试验方法有阶跃响应法、频率响应法和脉冲响应法。

阶跃响应法是将控制系统给定值变为一个阶跃信号，观察系统的响应情况，从而调整PID参数以使系统的超调量、稳定时间和上升时间等指标满足要求。

频率响应法是通过对控制系统施加不同频率的输入信号，测量系统的频率响应曲线来获得系统的增益和相位裕度，并根据理论模型进行参数整定。

脉冲响应法是通过给控制系统施加一系列脉冲信号，观察系统的响应特性，并在实验中逐步调整PID参数，直至达到最佳控制效果。

理论法是通过数学模型来推导PID控制器的参数，通常适用于被控对象的数学模型已知的情况。

这种方法可以根据被控对象的稳定裕度、相位裕度、动态响应等指标来推导PID参数的理论值，以实现最佳控制效果。

应用方面，PID控制器被广泛应用于各个领域，如工业过程控制、机械控制、电力系统控制等。

PID控制原理与参数的整定方法1．比例控制有经验的操作人员手动控制电加热炉的炉温，可以获得非常好的控制品质，PID控制与人工控制的控制策略有很多相似的地方。

下面介绍操作人员怎样用比例控制的思想来手动控制电加热炉的炉温。

假设用热电偶检测炉温，用数字仪表显示温度值。

在控制过程中，操作人员用眼睛读取炉温，并与炉温给定值比较，得到温度的误差值。

然后用手操作电位器，调节加热的电流，使炉温保持在给定值附近。

操作人员知道炉温稳定在给定值时电位器的大致位置（我们将它称为位置L），并根据当时的温度误差值调整控制加热电流的电位器的转角。

炉温小于给定值时，误差为正，在位置L的基础上顺时针增大电位器的转角，以增大加热的电流。

炉温大于给定值时，误差为负，在位置L的基础上反时针减小电位器的转角，并令转角与位置L的差值与误差成正比。

上述控制策略就是比例控制，即PID 控制器输出中的比例部分与误差成正比。

闭环中存在着各种各样的延迟作用。

例如调节电位器转角后，到温度上升到新的转角对应的稳态值时有较大的时间延迟。

由于延迟因素的存在，调节电位器转角后不能马上看到调节的效果，因此闭环控制系统调节困难的主要原因是系统中的延迟作用。

比例控制的比例系数如果太小，即调节后的电位器转角与位置L的差值太小，调节的力度不够，使系统输出量变化缓慢，调节所需的总时间过长。

比例系数如果过大，即调节后电位器转角与位置L的差值过大，调节力度太强，将造成调节过头，甚至使温度忽高忽低，来回震荡。

增大比例系数使系统反应灵敏，调节速度加快，并且可以减小稳态误差。

但是比例系数过大会使超调量增大，振荡次数增加，调节时间加长，动态性能变坏，比例系数太大甚至会使闭环系统不稳定。

单纯的比例控制很难保证调节得恰到好处，完全消除误差。

2．积分控制PID控制器中的积分对应于图1中误差曲线与坐标轴包围的面积（图中的灰色部分）。

PID控制程序是周期性执行的，执行的周期称为采样周期。

计算机的程序用图1中各矩形面积之和来近似精确的积分，图中的TS就是采样周期。

PID控制器参数自整定技术分析摘要:文章介绍PID控制的基本理论,包括基本原理、算法以及特点;控制规律以及采样周期的选择;介绍PID控制器各个参数的性能以及控制器的分类等问题,为今后求PID控制器参数的自整定技术,以适应复杂的工况和高指标的控制要求奠定基础。

关键词:PID控制,控制性能,整定方法按偏差的比例、积分和微分进行控制的调节器(简称PID调节器、也称PID 控制器)。

由于其算法简单、鲁棒性能好、可靠性高等优点,PID控制策略被广泛应用于工业过程控制中。

.而实际生产过程中往往具有非线性、不确定性,难以建立精确的数学模型,应用常规的PID控制器难以达到理想的控制效果在实际生产过程中,由于受到参数整定方法烦杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳,对运行环境的适应性较差[1]。

针对上述问题,长期以来,人们一直在寻求PID控制器参数的自整定技术,以适应复杂的工况和高指标的控制要求。

1PID控制基本原理PID控制器本身是一种基于对“过去”、“现在”和“未来”信息估计的简单控制算法。

系统主要由PID控制器和被控对象组成。

作为一种线性控制器,它根据给定值和实际输出值构成控制偏差,将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制,故称PID控制器。

在连续控制系统中,P1D控制器的输出u(t)与输入e(t)之间成比例、积分、微分的关系[2]。

在计算机控制系统中,使用比较普遍的也是PID控制策略。

1.1 PID控制器参数对控制性能的影响①比例作用。

比例作用的引入是为了及时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t),以最快速度产生控制作用,使偏差向减小的趋势变化。

首先,对动态特性的影响来看,比例控制参数Kc加大,使系统的动作灵敏,速度加快,Kc偏大,振荡次数加多,调节时间加长。

当Kc太大时,系统会趋于不稳定,若Kc太小,又会使系统的动作缓慢。

其次,对稳态特性的影响来看,加大比例系数Kc,在系统稳定的情况下,可以减小稳态误差ess,提高控制精度,但是加大Kc只是减少ess,却不能完全消除稳态误差。

PID控制器的参数整定(1)PID是比例,积分,微分的缩写.比例调节作用：是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。

积分调节作用：是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。

积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

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,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。

因此,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。

此外,微分反应的是变化率,而当输入没有变化时,微分作用输出为零。

微分作用不能单独使用,需要与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。

(2) PID具体调节方法①方法一确定控制器参数数字PID控制器控制参数的选择，可按连续-时间PID参数整定方法进行。

在选择数字PID参数之前，首先应该确定控制器结构。

对允许有静差（或稳态误差）的系统，可以适当选择P或PD控制器，使稳态误差在允许的范围内。

对必须消除稳态误差的系统，应选择包含积分控制的PI或PID控制器。

一般来说，PI、PID和P控制器应用较多。

对于有滞后的对象,往往都加入微分控制。

选择参数控制器结构确定后，即可开始选择参数。

参数的选择，要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。

工程上，一般要求整个闭环系统是稳定的，对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪，超调量小；在不同干扰作用下，能保证被控量在给定值；当环境参数发生变化时，整个系统能保持稳定，等等。

PID控制最通俗的解释与PID参数的整定方法[ 2010/6/18 15:15:45 | Author: 廖老师] PID是比例、积分、微分的简称，PID控制的难点不是编程，而是控制器的参数整定。

参数整定的关键是正确地理解各参数的物理意义，PID控制的原理可以用人对炉温的手动控制来理解。

阅读本文不需要高深的数学知识。

1．比例控制有经验的操作人员手动控制电加热炉的炉温，可以获得非常好的控制品质，PID控制与人工控制的控制策略有很多相似的地方。

下面介绍操作人员怎样用比例控制的思想来手动控制电加热炉的炉温。

假设用热电偶检测炉温，用数字仪表显示温度值。

在控制过程中，操作人员用眼睛读取炉温，并与炉温给定值比较，得到温度的误差值。

然后用手操作电位器，调节加热的电流，使炉温保持在给定值附近。

操作人员知道炉温稳定在给定值时电位器的大致位置（我们将它称为位置L），并根据当时的温度误差值调整控制加热电流的电位器的转角。

炉温小于给定值时，误差为正，在位置L的基础上顺时针增大电位器的转角，以增大加热的电流。

炉温大于给定值时，误差为负，在位置L的基础上反时针减小电位器的转角，并令转角与位置L的差值与误差成正比。

上述控制策略就是比例控制，即PID控制器输出中的比例部分与误差成正比。

闭环中存在着各种各样的延迟作用。

例如调节电位器转角后，到温度上升到新的转角对应的稳态值时有较大的时间延迟。

由于延迟因素的存在，调节电位器转角后不能马上看到调节的效果，因此闭环控制系统调节困难的主要原因是系统中的延迟作用。

比例控制的比例系数如果太小，即调节后的电位器转角与位置L的差值太小，调节的力度不够，使系统输出量变化缓慢，调节所需的总时间过长。

比例系数如果过大，即调节后电位器转角与位置L的差值过大，调节力度太强，将造成调节过头，甚至使温度忽高忽低，来回震荡。

增大比例系数使系统反应灵敏，调节速度加快，并且可以减小稳态误差。

但是比例系数过大会使超调量增大，振荡次数增加，调节时间加长，动态性能变坏，比例系数太大甚至会使闭环系统不稳定。

PID控制器参数的整定摘要：比例（Proportion）、积分(Intergral)、和微分(Differential)控制(以下简称PID控制)，是控制系统中应用最广泛的一种控制规律。

实际运行经验及理论分析充分证明，这种控制规律在相当多的工业对象中，都能得到满意的控制效果。

它是从事自动控制领域的工程技术人员在模拟控制系统中最常使用的的一种方法。

关键词：比例、积分、微分、控制系统、整定在工业控制中，目前应用最多的控制方法仍然是PID控制，PID工作基理：由于来自外界的各种扰动不断产生，要想达到现场控制对象值保持恒定的目的，控制作用就必须不断的进行。

若扰动出现使得现场控制对象值(以下简称被控参数)发生变化，现场检测元件就会将这种变化记录并传送给PID控制器，改变过程变量值(以下简称PV值)，经变送器送至PID 控制器的输入端，并与其给定值(以下简称SP值)进行比较得到偏差值(以下简称e值)，调节器按此偏差并以我们预先设定的整定参数控制规律发出控制信号，去改变调节器的输出指令，从而使现场控制对象值发生改变，并趋向于给定值(SP值)，以达到控制目的。

但PID 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，控制器参数的“最佳”值也就随着改变，这就意味着需要适时地整定控制器的参数。

但PID参数复杂繁琐的整定过程一直困扰着工程技术人员。

因此研究PID参数整定技术具有十分重大的工程实践意义。

本文对PID控制器参数的整定做以详细说明。

PID其控制图如下图所示。

在实时控制中，一般要求被控过程是稳定的，对给定量的变化能够迅速跟踪，超调量要小且有一定的抗干扰能力。

一般要同时满足上述要求是很困难的，但必须满足主要指标，兼顾其它方面。

参数的选择可以通过实验确定，也可以通过试凑法或者经验数据法得到。

一、P ID参数对输出响应的作用下面以PID输入E（k）的阶跃变化，描述K、Ti、Td、Kd参数在PID运算中的作用，适当地修改各参数的数值，可以获得不同的控制特性，满足不同的控制要求，从而完成PID 参数的整定。

PID控制原理及参数整定方法PID控制是一种经典的控制策略，广泛应用于各种工业自动化系统。

其通过比较设定值与实际输出值，根据误差及其变化趋势，实时调整控制器的参数，以达到期望的控制效果。

本文将详细介绍PID控制原理及参数整定方法，旨在帮助读者更好地理解和应用PID控制。

PID控制模型是由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个环节组成的。

在工业自动化中，PID控制器作为一种核心组件，用于维持系统输出值与设定值之间的误差为最小。

PID控制器具有结构简单、稳定性好、易于实现等优点，因此被广泛应用于各种工业控制系统中。

PID控制原理基于控制系统的稳态误差，通过比例、积分和微分三个环节的作用，达到减小误差的目的。

比例环节根据误差信号的大小，产生相应的控制输出；积分环节根据误差信号的变化率，进一步调整控制输出；微分环节则根据误差信号的变化趋势，提前进行控制调整，以迅速消除误差。

PID参数整定的目的是选择合适的控制器参数，以满足系统的动态性能和稳态性能要求。

整定过程中，需要合理调整比例系数、积分时间和微分增益等参数。

其中，比例系数主要影响系统的稳态误差；积分时间用于控制积分环节的灵敏度；微分增益则决定了微分环节的作用强度。

针对不同的控制对象和系统要求，需要灵活调整这些参数，以获得最佳的控制效果。

以某化工生产线的液位控制为例，说明PID控制原理及参数整定的应用。

在此案例中，液位控制器通过比较设定值与实际液位值的误差，实时调整进料泵的转速，以维持液位稳定。

选择一个合适的比例系数Kp，使得系统具有较快的响应速度；调整积分时间Ti，以避免系统出现稳态误差；适当微分增益Kd的设定，可以改善系统的动态性能。

通过合理的参数整定，液位控制系统可以取得良好的控制效果。

然而，若比例系数过大，系统可能会出现振荡现象；若积分时间过长，系统可能无法达到预期的稳态性能；若微分增益过强，系统可能会对噪声产生过度反应。

因此，在参数整定过程中，需要根据实际情况进行反复调整，以达到最佳的控制效果。

pid整定技巧以pid整定技巧为题，本文将介绍什么是pid整定、pid整定的重要性以及一些常用的pid整定技巧。

通过阅读本文，读者将能够了解pid整定的基本原理，掌握一些实用的调参方法，从而提高控制系统的性能。

一、什么是pid整定pid整定是指通过调节pid控制器的参数，使得控制系统的输出能够在设定值附近稳定运行。

pid控制器是一种常用的反馈控制器，由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。

比例部分与偏差成正比，积分部分与偏差的累积值成正比，微分部分与偏差的变化率成正比。

通过合理地调节这三个参数，可以使得控制系统的响应速度、稳定性和抗干扰能力得到优化。

二、pid整定的重要性pid整定对于控制系统的性能至关重要。

一个合理的pid参数可以使得系统的响应速度更快，稳定性更好，抗干扰能力更强。

而一个不合理的pid参数则可能导致系统响应迟缓、抖动或不稳定。

因此，进行pid整定是确保控制系统正常运行的必要步骤。

1. 手动整定法手动整定法是最直观、简单的一种整定方法。

首先将I和D参数设置为0，然后逐渐增大P参数，观察系统的响应。

当P参数增大到一定程度时，系统开始出现震荡或不稳定现象。

此时，可以适当减小P参数，直至系统稳定。

接着，可以逐渐增加I参数，观察系统的响应。

最后，可以再逐渐增加D参数，以进一步优化系统的性能。

2. 经验整定法经验整定法是一种基于经验的整定方法，适用于一些常见的控制系统。

根据实际应用经验，可以选择一些常用的pid参数组合。

例如，对于一些响应速度要求较高的系统，可以选择较大的P参数和较小的I和D参数。

而对于一些对稳定性要求较高的系统，则可以选择较小的P参数和较大的I和D参数。

经验整定法虽然简单，但需要根据具体应用经验进行调整。

3. 自整定法自整定法是一种自动调参的方法，可以根据控制系统的输出数据自动调整pid参数。

自整定法可以通过模型识别、优化算法等方法实现。

其中，模型识别是通过对系统进行辨识，得到系统的数学模型，然后根据模型进行参数调整。

PID控制器参数整定的一般方法PID控制器是最常用的自动控制算法之一，在许多工业过程中都得到了广泛的应用。

PID控制器的性能取决于其参数的选择，因此进行参数整定是非常重要的。

一般来说，PID控制器参数整定的方法有试验法、经验法和优化法等。

下面将详细介绍这几种方法。

1.试验法：试验法是最简单直接的一种参数整定方法。

通过对控制系统施加特定的输入信号，观察输出响应的变化，然后根据试验结果来调整PID控制器的参数。

试验法的常用方法有步跃法、阶跃法和波形法等。

-步跃法：将控制系统的输入信号从零突变到一个固定值，观察输出信号的响应曲线。

根据响应曲线的时间延迟、超调量以及过渡过程等特性，来调整PID参数。

-阶跃法：将控制系统的输入信号从零线性增加到一个固定值，观察输出信号的响应曲线。

通过测量响应曲线的时间延迟、超调量和稳定性等指标，来调整PID参数。

-波形法：将控制系统的输入信号设定为一个周期性的波形，观察输出信号对输入信号的跟踪能力。

通过比较输出信号与输入信号的相位差和幅值差，来调整PID参数。

2. 经验法：经验法是基于控制技术专家的经验和实践总结而来的一种参数整定方法。

根据不同的工业过程，控制技术专家给出了一些常用的PID控制器参数整定规则，如Ziegler-Nichols法和Chien-Hrones-Reswick法等。

- Ziegler-Nichols法是一种经验性的整定方法，它基于一种称为临界增益法的原理。

通过逐渐增大PID控制器的增益参数，当系统的输出信号开始出现稳定的周期性振荡时，此时的控制器增益即为临界增益。

然后按照一定的比例来设定PID控制器的参数。

- Chien-Hrones-Reswick法是另一种经验性的整定方法，它基于一种称为极点配置法的原理。

通过观察控制系统的频率响应曲线，根据不同的频率和相位的变化情况来调整PID控制器的参数。

经验法的优点是简单易行，但其缺点是只适用于一些特定的工业过程，且对于复杂的系统来说可能无法得到最佳的参数。

PID参数的含义: 比例系数P：增大比例系数P一般将加快系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差，但是过大的比例系数会使系统有比较大的超调，并产生振荡，使稳定性变坏。

积分时间Ti：增大积分时间Ti有利于减小超调，减小振荡，使系统的稳定性增加，但是系统静差消除时间变长。

微分时间Td：增大微分时间Td有利于加快系统的响应速度，使系统超调量减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱。

PID参数整定：1.在凑试时，可参考以上参数对系统控制过程的影响趋势，对参数调整实行先比例、后积分，再微分的整定步骤；2.首先整定比例部分。

将比例参数由小变大，并观察相应的系统响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线；3.如果系统没有静差或静差已经小到允许范围内，并且对响应曲线已经满意，则只需要比例调节器即可；4.如果在比例调节的基础上系统的静差不能满足设计要求，则必须加入积分环节。

在整定时先将积分时间设定到一个比较大的值，然后将已经调节好的比例系数略为缩小(一般缩小为原值的0.8)，然后减小积分时间，使得系统在保持良好动态性能的情况下，静差得到消除。

在此过程中，可根据系统的响应曲线的好坏反复改变比例系数和积分时间，以期得到满意的控制过程和整定参数；5.如果在上述调整过程中对系统的动态过程反复调整还不能得到满意的结果，则可以加入微分环节。

首先把微分时间D设置为0，在上述基础上逐渐增加微分时间，同时相应的改变比例系数和积分时间，逐步凑试，直至得到满意的调节效果。

PID参数整定方法就是确定调节器的比例带PB、积分时间Ti和和微分时间Td。

一般可以通过理论计算来确定，但误差太大。

目前，应用最多的还是工程整定法：如经验法、衰减曲线法、临界比例带法和反应曲线法。

各种方法的大体过程如下：（1）经验法又叫现场凑试法，即先确定一个调节器的参数值PB和Ti，通过改变给定值对控制系统施加一个扰动，现场观察判断控制曲线形状。

若曲线不够理想，可改变PB或Ti，再画控制过程曲线，经反复凑试直到控制系统符合动态过程品质要求为止，这时的PB和Ti就是最佳值。