控制器参数整定方法及实例-zhm.

PID控制器的参数整定及优化设计PID控制器是一种广泛应用于工业控制系统中的控制算法。

它的主要作用是根据被控对象的输入信号和输出信号之间的差异来调节控制器的输出信号，从而使被控对象的输出稳定在期望值附近。

而参数整定和优化设计是保证PID控制器能够正常工作和发挥最佳性能的关键。

参数整定是指根据被控对象的特性，选择合适的PID控制器参数，以确保系统的稳定性和快速响应。

参数整定一般分为两个步骤：初步参数整定和精细参数整定。

初步参数整定是通过经验法则或试验方法找到一个较为接近的参数组合，使得系统的响应能够满足基本需求。

常用的初步参数整定方法有：1.经验法则：根据被控对象的特性（如惯性、时滞等）选择经验的比例、积分和微分系数，并根据经验法则进行组合，如经验法则（1/4、1/2、1/8）。

2. Ziegler-Nichols方法：通过改变比例系数和积分时间来观察系统的响应特性，并根据一些准则选择合适的参数。

这种方法包括震荡法、临界比例法和临界周期法。

精细参数整定是通过对系统进行细致的分析和调整，以得到更加理想的控制性能。

常用的精细参数整定方法有：1.调整比例系数：增大比例系数可以提高系统的响应速度，但过大的比例系数可能导致系统震荡。

减小比例系数可以减小震荡，但会降低系统的响应速度。

2.调整积分时间：增大积分时间可以减小系统的静差，但过大的积分时间可能导致系统过冲或震荡。

3.调整微分时间：增大微分时间可以提高系统的稳定性，但过大的微分时间可能导致系统的噪声放大。

4.频率响应法：通过对系统的频率响应进行分析，计算出合适的PID 参数。

5.理论模型方法：通过建立系统的数学模型，采用现代控制理论方法进行参数整定。

优化设计是指对PID控制器的参数进行进一步调整，以满足系统优化的性能指标。

常用的优化设计方法有：1.最小二乘法：通过最小化控制误差的平方和来优化PID控制器的参数。

2.遗传算法：通过模拟自然进化的过程，利用种群中的个体进行参数和优化。

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控制器参数整定的一般方法下面是PID控制器参数整定的一般方法：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参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉,参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P\I\D的大小。

比例I/微分D=2,具体值可根据仪表定,再调整比例带P，P过头，到达稳定的时间长,P太短，会震荡，永远也打不到设定要求.PID控制器参数的工程整定，各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：温度T：P=20~60％，T=180~600s，D=3—180s;压力P：P=30～70%，T=24～180s；液位L:P=20~80％，T=60～300s；流量L：P=40~100%，T=6～60s。

书上的常用口诀：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。

PID参数整定第一篇：PID参数整定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。

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参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整PID的大小。

PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s,液位L: P=20~80%,T=60~300s,流量L: P=40~100%,T=6~60sPID是建立在P的基础上。

P是负反馈控制的放大倍数。

负反馈控制是放大器。

放大器的输出通过反馈电路进入之后跟输入的设定值进行比较，因为是负反馈，所以它是一个差值。

用这个差值来控制输出量的变化，PID就是解决了一些负反馈很难解决的问题。

比如说负反馈控制的P放大的倍数太大了的话就会超调振荡。

另一个问题，负反馈出来的值和跟设定的信号值，这两个值的信号方向是相反的，如果说当设定值和负反馈值差不多的时候差值就会等于零，等于零后放大出来后会振荡的很厉害。

而PID就是负反馈的改进，利用积分来一点一点靠近设定值，但是有一个前提，你的P要做的相当，这个比例系数P要适当，当输出在有限范围内振荡，P就可以了。

PID控制原理与参数的整定方法PID控制（Proportional, Integral, Derivative）是一种常用的控制算法，广泛应用于工业控制中。

PID控制的原理在于根据系统的偏差来调整控制器的输出，通过比例、积分和微分三个部分的组合来实现稳定控制。

PID控制具有简单、易于实现以及对多种控制系统都适用的优点。

1. 比例部分（Proportional）：控制器的输出与系统偏差成比例关系。

比例参数Kp越大，控制器对于系统偏差的响应越强烈。

2. 积分部分（Integral）：控制器的输出与系统偏差的积分成比例关系，用于消除偏差的累积效应。

积分参数Ki越大，积分作用越明显，能够更快地消除较大的稳态偏差。

3. 微分部分（Derivative）：控制器的输出与系统偏差的导数成比例关系，用于预测系统响应趋势。

微分参数Kd越大，控制器对于系统变化率的响应越快，从而减小超调和加快系统的响应速度。

1.经验整定法：通过试验和经验来估计PID参数。

该方法适用于绝大多数工控场合，但需要经验丰富的工程师进行调试。

2. Ziegler-Nichols整定法：由Ziegler和Nichols提出的一种经典的整定方法。

通过增大比例参数Kp，逐步增大积分参数Ki和微分参数Kd，直到系统出现震荡，然后通过震荡周期和幅值来计算PID参数。

3. Chien-Hrones-Reswick整定法：由Chien、Hrones和Reswick提出的整定方法。

通过对系统的动态响应进行数学分析，求解PID参数的合理取值。

4. Lambda调整法：通过修正Ziegler-Nichols整定法的参数，通过对系统的响应特性进行校正来得到优化的PID参数。

5.自适应整定法：通过分析系统的响应特性，利用数学模型和自适应算法来实时调整PID参数，以使系统保持最佳的控制性能。

需要指出的是，PID控制器参数的整定是一个复杂的问题，依赖于具体的控制对象和控制要求。

控制器的手动校准与调节方法在工业控制系统中，控制器是一种常用的设备，用于监测和调节物理过程或系统。

为了确保控制器的准确性和性能，在某些情况下需要手动校准和调节控制器。

本文将介绍控制器的手动校准与调节方法，并提供一些实用的技巧和建议。

一、前期准备在进行手动校准和调节之前，我们需要做一些前期准备工作，以确保顺利进行。

1. 确定校准和调节的目标: 在开始之前，明确校准和调节的目标非常重要。

根据具体的应用和要求，确定所需的控制参数范围和准确度。

2. 安全措施: 在进行任何校准和调节工作之前，确保操作环境是安全的。

确保设备处于停机状态，并遵循相关的安全操作规程。

3. 准备工具: 根据需要，准备好适合校准和调节工作的工具。

例如，温度控制器的校准可能需要温度计和校准酒精，压力控制器的校准可能需要压力表等。

二、手动校准方法控制器的手动校准方法可以根据实际情况有所不同。

下面将介绍一些常见的手动校准方法，供参考：1. 零点校准: 零点校准是将控制器的输出归零的过程。

首先，将所有控制参数设置为零，并将测量值调节至期望的零基准。

然后，取决于控制器的类型和说明书，通过调整相关的零偏量或操作参数来校准控制器。

2. 满量程校准: 满量程校准是将控制器的输出调整到满量程的过程。

首先，根据设备的规格和要求，找到满量程对应的输入值。

然后，通过调整增益参数、输入信号范围或其他相关参数，使控制器的输出达到满量程。

3. 线性校准: 线性校准是校准控制器的输入输出曲线，以使其符合线性关系。

通过收集一系列已知输入和输出值，并根据这些数据计算校准参数，可以达到线性校准的目的。

三、手动调节方法手动调节是指根据实际需求来调整控制器的参数，以实现更好的性能和响应。

以下是一些常用的手动调节方法：1. 比例参数调节: 比例参数是控制器输出与误差之间的线性关系。

通过调整比例参数，可以改变系统的快速响应能力和稳定性。

一般来说，增加比例参数可以提高响应速度，但也会增加系统的震荡风险。

简单控制系统的参数整定:（摘自化学工业出版社《过程控制技术》）表7-1 控制规律选择参考表：表7-2 控制器参数的大致范围：当控制系统已经构成“负反馈”，并且控制器的控制规律也已经正确选定，那么控制系统的品质主要决定于控制器参数的整定值。

即如何确定最合适的比例度δ、积分时间Ti和微分时间Td。

控制器参数的整定方法很多，现介绍几种工程上常用的方法。

1．经验试凑法这是一种在实践中很常用的方法。

具体做法是：在闭环控制系统中，根据被控对象情况，先将控制器参数设在一个常见的范围内，如表7-2所示。

然后施加一定的干扰，以δ、Ti、Td对过程的影响为指导，对δ、Ti、Td逐个整定，直到满意为止，凑试的顺序有两种。

（1）先凑试比例度，直到取得两个完整的波形的过渡过程为止。

然后，把δ稍放大10％到20％，再把积分时间Ti由大到小不断凑试，直到取得满意波形为止。

最后再加微分，进一步提高质量。

在整定中，若观察到曲线振荡频繁，应当加大比例度（目的是减小比例作用）以减小振荡；曲线最大偏差大且趋于非周期时，说明比例控制作用小了，应当加强，即应减小比例度；当曲线偏离设定值，长时间不回复，应减小积分时间；如果曲线总是波动，说明振荡严重，应当加长积分时间以减弱积分作用；如果曲线振荡的频率快，很可能是微分作用强了，应当减小微分时间；如果曲线波动大而且衰减慢，说明微分作用小了，未能抑制住波动，应加长微分时间。

总之，一面看曲线，一面分析和调整，直到满意为止。

（2）是从表7-2中取Ti的某个值。

如果需要微分，则取Td=（1/3～1/4）Ti。

然后对δ进行凑试，也能较快达到要求。

实践证明，在一定范围内适当组合δ与Ti的数值，可以获得相同的衰减比曲线。

也就是说，δ的减小可用增加Ti的办法来补偿，而基本上不影响控制过程的质量。

所以，先确定Ti、Td再确定δ也是可以的。

2．衰减曲线法衰减曲线法比较简单，可分两种方法。

（1）4：1衰减曲线法当系统稳定时，在纯比例作用下，用改变设定值的办法加入阶跃扰动，观察记录曲线的衰减比。

控制器参数设置：在机器停止的状态下，按住“设定”键3秒后，进入设置界面。

按“设定”键，切换设置项目；按“+”、“-”键调整参数值；设置完毕后，长安“设定”键，恢复到监控画面，机器恢复正常运行。

三、控制器参数详细说明：1）设定长度1：剪切皮子长度1，运行过程中可以通过手柄的长度切换按钮与设定长度2进行切换（出厂设定为880mm）。

1.1)实际长度：后来添加的一个参数，此参数是调试机器时用的：用剪切长度1（880mm）切几次皮子，按照皮子实际长度的平均值修改此参数，控制文本会根据此值来自动计算辊子周长，从而达到让实际剪切长度等于设定长度的目的。

2、设定长度2：剪切皮子长度2，运行过程中可以通过手柄的长度切换按钮与设定长度1进行切换（出厂设定为660mm）。

3、缓冲长度：从传送带开始减速到停止的距离（实际所切皮子比设定长度大时，可以适当增加该参数，出厂设定为：300mm）。

4、齐头长度：机器在每次运行时，第一刀起头的长度（由光电传感器到铡刀的距离决定,根据实际设定，出厂设定为300mm）。

5、辊子周长：带动编码器辊子的周长（根据实际周长设定，先按设定长度1切一次皮子，然后按“新周长=实际切皮长度/设定长度1*设定周长”公式计算，出厂设定为：300mm）。

6、无料检测长度：光电开关检测不到皮子的长度，及闪窟窿（出厂设定为：300mm）。

7、报警数量：到达张数后，机器停止运行并报警，5秒后继续运行（由参数13设置启用或停用，出厂设定为：40张）。

8、切刀制动时间：切刀开始制动到停止的时间（一般无需调整，出厂设定为：0.05秒）。

9、运行制动时间：传送带从开始制动到停止的时间（继电器打火时可以适当加长，出厂设定为：0.18秒）。

10、切刀下落时间：用时间控制切刀时使用，限位控制切刀时无效（由参数12决定是否有效，出厂设定为：0.5秒）。

11、编码器型号：根据实际编码器型号设定（出厂设定为：400-P/R）。

PID控制器参数整定的一般方法1.基于经验法：通过经验法简单快速地调整PID控制器的参数。

这种方法适用于一些简单的控制系统，但不适用于复杂的或非线性系统。

其中包括以下三种方法：-手动调节法：根据系统的实际情况，通过人工调节参数来达到系统的期望控制效果。

通常是先调节比例参数，再逐步调节积分和微分参数，直到系统响应稳定且无超调。

- Ziegler-Nichols法：该方法通过系统的阶跃响应曲线来确定参数。

首先，关闭积分和微分控制，只保留比例控制。

然后，逐步提高比例增益，直到系统发生持续的振荡。

根据系统的振荡周期和幅值，可以计算出适合的参数。

最后，再根据经验公式计算出最终的参数。

- Cohen-Coon法：该方法同样通过系统的阶跃响应曲线来确定参数。

首先，关闭积分和微分控制，只保留比例控制。

然后，根据系统的响应曲线，计算出滞后时间和时间常数。

再根据经验公式计算出最终的参数。

2.基于频率响应法：频率响应法通过分析系统的幅频特性和相频特性，确定PID控制器的参数。

其中包括以下两种方法：- 波特曼法：该方法通过对系统的开环频率响应曲线进行测量和分析，从而得到PID控制器的参数。

首先，绘制系统的Bode图，并测量得到相角裕度和增益裕度。

然后，根据经验公式计算出最终的参数。

-相位余量补偿法：该方法通过补偿系统的幅频特性和相频特性来确定PID控制器的参数。

首先，根据系统的开环传递函数，计算出稳定裕度。

然后，根据经验公式计算出最终的参数。

3.基于优化算法：优化算法通过数学求解或计算机迭代的方式，自动调节PID控制器的参数。

其中包括以下两种方法：-正交设计法：该方法通过正交试验设计的方法，选取一组试验点来进行系统响应的测量。

然后，根据系统的响应数据，使用数学模型或优化算法来计算出最优的参数组合。

-遗传算法：该方法通过模拟生物进化的过程，使用基因编码和自然选择的原理来进行参数调节。

首先，随机生成一组初始参数，并计算出适应度函数。

DCS控制系统PID参数的整定方法PID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。

1. PID 常用口诀: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2.PID 控制器参数的工程整定,各种调节系统中 P.I.D 参数经验数据以下可参照：温度 T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力 P: P=30~70%,T=24~180s,液位 L: P=20~80%,T=60~300s,流量 L: P=40~100%,T=6~60s。