PID参数整定方法就是确定调节器的比例带PB

PID控制原理与参数整定方法PID控制器是一种经典的控制方法，广泛应用于工业自动化控制系统中。

PID控制器根据设定值与实际值之间的差异（偏差），通过比例、积分和微分三个部分的加权组合来调节控制量，从而使控制系统的输出达到设定值。

1.比例控制部分（P）：比例控制是根据偏差的大小来产生一个与偏差成比例的控制量。

控制器的输出与偏差呈线性关系，根据设定值与实际值的差异，输出控制量，使得偏差越大，控制量也越大。

这有利于快速调整控制系统的输出，但也容易产生超调现象。

2.积分控制部分（I）：积分控制是根据偏差随时间的累积来产生一个与偏差累积成比例的控制量。

如果存在常态误差，积分控制器可以通过累积偏差来补偿，以消除常态误差。

但过大的积分时间常数可能导致控制系统响应过慢或不稳定。

3.微分控制部分（D）：微分控制是根据偏差的变化率来产生一个与偏差变化率成比例的控制量。

微分控制器能够对偏差变化快速做出响应，抑制过程中的波动。

但过大的微分时间常数可能导致控制系统产生震荡。

1.经验法：根据工程经验和试错法，比较快速地确定PID参数。

这种方法简单直观，但对于复杂系统来说，往往需要进行多次试验和调整。

2. Ziegler-Nichols整定法：该方法通过调整控制器增益和积分时间来实现直观的系统响应，并通过系统的临界增益和临界周期来确定临界比例增益、临界周期和初始积分时间。

3. Chien-Hrones-Reswick整定法：该方法通过评估控制系统的阻尼比和时间常数来确定比例增益和积分时间。

4.频域法：通过分析系统的频率响应曲线，确定PID参数。

该方法需要对系统进行频率扫描，通过频率响应的特性来计算得到PID参数。

5.优化算法：如遗传算法、粒子群优化等，通过优化算法寻找最佳的PID参数组合，以使得系统具备最优的性能指标。

这种方法适用于复杂系统和非线性系统的参数整定。

总之，PID控制器的原理是根据比例、积分和微分的加权组合来调节控制量，使得系统能够稳定、快速地达到设定值。

P比例调节
P比例调节特点 比例调节特点
比例调节反应速度快，输出与输入同步， 比例调节反应速度快，输出与输入同步，没有时间滞 其动态特性好。 后，其动态特性好。 比例调节的结果不能使被调参数完全回到给定值， 比例调节的结果不能使被调参数完全回到给定值，而 产生余差。 产生余差。
P的一般选取范围 的一般选取范围
比例带表；值越大，作用越小，范围0-1000 % 积分时间；值越大，作用越小，范围0.1-10000s 微分时间；值越大，作用越大，范围0-10000s
实时曲线观察窗口
CS3000系统PID参数整定方法
无扰动切换
勿扰动切换：控制回路手动（MAN）到自动 （AUT）状态切换时，保证设定值(SV)与测 量值（PV）保持一致或相当。 PID控制只有在控制回路处于AUT状态，也就 是负反馈回路时才有用。
压力调节： 压力调节： 流量调节： 流量调节： 液位调节： 液位调节： 温度调节： 温度调节： 30~70% 60~300% 40~100% 40~80%
I积分调节
I：积分调节
一般用于控制系统的准确性，消除余差。 一般用于控制系统的准确性，消除余差。 对于同一偏差信号，积分常数越大， 对于同一偏差信号，积分常数越大，表示积分 调节作用越强； 调节作用越强；积分常数就表示了积分作用的 大小。 大小。 积分常数的倒数叫积分时间， 表示。 积分常数的倒数叫积分时间，用TI表示。
数的工程整定法
动态特性参数法 稳定边界法 衰减曲线法 经验法
实际生产过程中，不可能让生产工艺产生较大波 动，以上方法不通用也不实际，顾本文主要对经 验法详细介绍
PID参数的工程整定法
经验法 即先确定一个调节器的参数值P和I， 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P或I，根据控制过程曲线， 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P和I就是最佳值。

PID控制器的参数整定PID控制器是一种常用的控制器，可以通过调节其参数来实现系统的稳定性和性能要求。

PID控制器的参数整定是指通过试验和经验总结来确定合适的比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td，从而使得控制系统的闭环响应最优。

在进行PID控制器参数整定之前，首先需要清楚系统的控制目标和性能指标，例如稳态误差要求、响应时间要求、超调量要求等。

根据这些要求，可以选择不同的参数整定方法。

一般来说，PID控制器参数整定可以分为以下几个步骤：1.基本参数选择：首先根据系统特性选择基本的调节参数范围，比如比例系数Kp通常在0.1-10之间选择，积分时间Ti通常在1-100之间选择，微分时间Td通常在0-10之间选择。

2.步进试验法：通过给系统输入一个步进信号，观察系统的输出响应，并根据实验数据计算系统的动态响应特性，如超调量、峰值时间、上升时间等指标。

根据这些指标可以初步估计出Kp、Ti和Td的数量级。

3. Ziegler-Nichols法：这是一种经典的参数整定方法。

首先将积分时间Ti和微分时间Td设置为0，只有比例系数Kp。

逐渐增大Kp的值，观察系统响应的特性，当系统开始出现超调时，记录下此时的比例系数Kp为Kp_c。

然后，根据实验结果计算出Kp_c对应的周期时间Tu，即峰值时间的时间。

最后，根据经验公式，可以得到Kp=0.6*Kp_c，Ti=0.5*Tu，Td=0.12*Tu的参数。

4.直接调节法：根据实际控制需求和经验，直接选择合适的比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td。

比如，Kp较大时可以提高系统的响应速度，但可能会增加超调量；Ti较大时可以消除稳态误差，但会延长系统的响应时间；Td较大时可以提高系统的稳定性，但可能会引入噪声。

5.整定软件辅助：现在有很多控制软件可以辅助进行参数整定，可以通过输入系统的数学模型、参数范围和性能指标，来进行自动参数整定和优化。

总的来说，PID控制器参数整定是一个基于试验和经验的过程，需要根据具体的系统和性能要求来选择合适的方法和参数。

pid参数整定法
PID参数整定法是一种用于调节控制系统PID控制器参数的方法。

PID控制器是一种广泛应用于自动控制系统中的控制器，它可以根据系统反馈信号对控制对象进行控制，以达到期望的输出效果。

PID控制器的三个参数分别为比例系数（P）、积分系数（I）和微分系数（D），它们的设置对控制系统的稳定性、响应速度和抗干扰性等方面都有很大影响。

PID参数整定法的目的是为了使得控制系统的响应速度和稳定性达到最佳状态。

常见的PID参数整定方法有基于试验的经典方法和基于数学模型的自适应方法等。

经典方法包括根轨迹法、频域法、步跃响应法等，其中步跃响应法是最为简单易行的一种方法，可以通过对控制系统进行一段时间的实际控制，再结合分析实验数据来进行参数整定，具有较好的实用性。

PID参数整定法虽然可以提高控制系统的性能，但是也存在一些问题，如参数整定不当会导致系统不稳定，需要在实际应用中进行反复调试和优化。

因此，对于复杂的控制系统，还需要进行更为深入的研究和分析，以求达到最佳的控制效果。

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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参数自动整定方法1. 简介PID（Proportional-Integral-Derivative）是一种常用的控制算法，广泛应用于工业自动化系统中。

PID控制器通过对控制对象的测量值与设定值之间的偏差进行分析，根据比例、积分和微分三个参数来调节输出信号，使得系统能够快速、准确地达到设定值。

PID参数的选择对于控制系统的性能至关重要。

传统的手动整定方法需要经验丰富的工程师进行调试，耗时耗力且容易出错。

因此，自动整定方法应运而生。

本文将介绍几种常见的PID参数自动整定方法，并对其原理和优缺点进行详细讲解。

2. 常见的PID参数自动整定方法2.1 Ziegler-Nichols 方法Ziegler-Nichols 方法是最早提出的一种PID参数整定方法。

该方法通过实验确定系统的临界增益和临界周期，并根据这些数据计算出合适的PID参数。

具体步骤如下：1.将比例增益（Kp）设置为零。

2.逐渐增加比例增益（Kp），直到系统出现持续振荡。

3.记录下持续振荡时的比例增益（Ku）和周期（Tu）。

4.根据以下公式计算PID参数：–比例参数（Kp）：0.6 * Ku–积分参数（Ki）：1.2 * Ku / Tu–微分参数（Kd）：0.075 * Ku * TuZiegler-Nichols 方法的优点是简单易行，只需要进行一次实验即可确定PID参数。

然而，该方法仅适用于具有明显反应时间和振荡特性的系统，对于非线性系统和快速响应系统效果较差。

2.2 Cohen-Coon 方法Cohen-Coon 方法是一种改进的PID参数整定方法，旨在提高对非线性系统和快速响应系统的适应性。

具体步骤如下：1.将比例增益（Kp）设置为零。

2.逐渐增加比例增益（Kp），直到系统出现持续振荡。

3.记录下持续振荡时的比例增益（Ku）和周期（Tu）。

4.根据以下公式计算PID参数：–比例参数（Kp）：0.9 * Ku–积分参数（Ki）：(1.2 * Ku) / (Tu * 2)–微分参数（Kd）：(3 * Ku) * Tu / 40Cohen-Coon 方法相对于Ziegler-Nichols 方法，在非线性系统和快速响应系统上表现更好。

PID控制原理与参数的整定方法PID控制器是一种常用的自动控制器，在工业控制中广泛应用。

它的原理很简单，即通过不断调节控制信号来使被控制物体的输出接近给定值。

PID控制器由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个控制参数组成。

下面将详细介绍PID控制的原理和参数整定方法。

一、PID控制原理1.比例（P）控制比例控制根据被控制量的偏差的大小，按照一定比例调节控制量的大小。

当偏差较大时，调节量增大；当偏差较小时，调节量减小。

此项控制可以使系统快速响应，并减小系统稳态误差。

2.积分（I）控制积分控制根据被控制物体的偏差的积分值来调节控制量。

积分控制的作用主要是消除系统的稳态误差。

当偏差较小但持续较长时间时，积分量会逐渐增大，以减小偏差。

3.微分（D）控制微分控制根据被控制物体的偏差的变化率来调节控制量。

当偏差的变化率较大时，微分量会增大，以提前调整控制量。

微分控制可以减小系统的超调和振荡。

综合比例、积分和微分控制，PID控制器可以通过不同的控制参数整定来适应不同的被控制物体的特性。

二、PID控制参数整定方法1.经验整定法经验整定法是根据对被控制系统的调试经验和运行情况来选择控制参数的方法。

它是通过实际试验来调整控制参数，通过观察系统的响应和稳定性来判断参数的合理性。

2. Ziegler-Nichols整定法Ziegler-Nichols整定法是根据系统的临界响应来选择PID控制参数的方法。

在该方法中，首先将I和D参数设置为零，然后不断提高P控制参数直到系统发生临界振荡。

根据振荡周期和振荡增益的比值来确定P、I和D的参数值。

3.设计模型整定法设计模型整定法是根据对被控系统的数学建模来确定PID控制参数的方法。

通过建立被控系统的数学模型，分析其频率响应和稳态特性，从而设计出合理的控制参数。

4.自整定法自整定法是通过主动调节PID控制器的参数，使被控系统的输出能够接近给定值。

该方法可以通过在线自整定或离线自整定来实现。

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。

如果调节器是PID三作用式，那么要在整定好的PB和Ti的基础上加进微分作用。

由于微分作用有抵制偏差变化的能力，所以确定一个Td值后，可把整定好的PB和Ti值减小一点再进行现场凑试，直到PB、Ti和Td取得最佳值为止。

显然用经验法整定的参数是准确的。

但花时间较多。

为缩短整定时间，应注意以下几点：①根据控制对象特性确定好初始的参数值PB、Ti和Td。

可参照在实际运行中的同类控制系统的参数值，或参照表3-4-1所给的参数值，使确定的初始参数尽量接近整定的理想值。

这样可大大减少现场凑试的次数。

②在凑试过程中，若发现被控量变化缓慢，不能尽快达到稳定值，这是由于PB过大或Ti过长引起的，但两者是有区别的：PB 过大，曲线漂浮较大，变化不规则，Ti 过长，曲线带有振荡分量，接近给定值很缓慢。

这样可根据曲线形状来改变PB或Ti。

③PB 过小，Ti过短，Td太长都会导致振荡衰减得慢，甚至不衰减，其区别是PB过小，振荡周期较短；Ti过短，振荡周期较长；Td太长，振荡周期最短。

④如果在整定过程中出现等幅振荡，并且通过改变调节器参数而不能消除这一现象时，可能是阀门定位器调校不准，调节阀传动部分有间隙（或调节阀尺寸过大）或控制对象受到等幅波动的干扰等，都会使被控量出现等幅振荡。

这时就不能只注意调节器参数的整定，而是要检查与调校其它仪表和环节。

（2）衰减曲线法是以4：1衰减作为整定要求的，先切除调节器的积分和微分作用，用凑试法整定纯比例控制作用的比例带PB（比同时凑试二个或三个参数要简单得多），使之符合4：1衰减比例的要求，记下此时的比例带PBs和振荡周期Ts。

•PID参数调节原理和整定方法
I积分调节
比例调节和积分调节的比较： 积分调节可以消除静差。但对比例调节来说，当被调
参数突然出现较大的偏差时，调节器能立即按比例地把调 节阀的开度开得很大，但积分调节器就做不到这一点，它 需要一定的时间才能将调节阀的开度开大或减小，因此， 积分调节会使调节过程非常缓慢。总之，比例调节能及时 进行调节，积分调节可以消除静差。
反馈控制 －根据偏差进行的控制
设定值 偏差 PID调节器
阀门
被控对象
测量变送器
•PID参数调节原理和整定方法
P比例调节
P：比例调节
在P调节中，调节器的输出信号u与偏差信号e成比例， 即 u = Kc e （kc称为比例增益）
但在实际控制中习惯用增益的倒数表示 δ =1 / kc (δ称为比例带)
不同的DCS使用不同的参数作为P的调节参数，以CS3000 为例，选用δ 比例带为调节参数，单位％。可以理解为：
增大微分时间D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。
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。
•PID参数调节原理和整定方法
CS3000系统PID参数整定方法
串级回路PID参数调整
因为串级调节系统一般应用于容量滞后较大的 场合，必须加微分，所以主调一般取PID，而 副调一般取P就可以了。但是副参数是流量， 压力时，可加一定的I作用，这里也不是为了 消除余差，只是流量，压力付对象时间常数太 小，导致副调节器的P不能太小，调节作用弱， 加上积分是为了使副参数偏离给定值太远。
PID参数的工程整定法
动态特性参数法 稳定边界法 衰减曲线法 经验法

整定方法基础知识：1、比例系数（KP）加大，使系统的动作灵敏，速度加快，振荡次数增多，调节时间变长。

当比例系数太大时，系统会趋于不稳定，比例带（PB）是比例系数的倒数对回路的影响效果与KP 相反。

2、因为单纯增大P 的方法减小余差的同时会使系统的超调量增大，破坏了系统的平稳性，而积分环节的引入可以与P 控制合作来消除上述的副作用，积分时间（TI）越大，作用越弱。

3、大多数工业过程只需使用PID 控制器的两个参数（比例和积分）即可有效控制。

微分在噪声面前的反应很差，会导致最终控制元件的损耗加大。

由于大多数生产过程都有噪声，因此通常不使用微分。

4、调节器的正作用：当PV>SV，MV 需要开大时为正作用；反之为反作用。

在整定回路PID 参数前应该做以下工作：1、PID 整定需考虑以下几点：回路应快速执行还是缓慢执行？超调是否可以容忍？控制器输出是否可以尽可能变化？控制器设定值是否经常变化？回路是否必须克服过程干扰？控制目标将决定要使用的整定方法的类型。

2、分析回路震荡原因。

振荡可能来自控制回路内部（正反作用、组态问题、量程问题、参数不合适等），也可能是由外部因素（阀门卡、仪表不准等）引起的。

振荡也可能是两个或多个控制回路之间周期性相互作用的结果。

为了寻找可能引起振荡的原因，应将控制器置于手动模式，以查看振荡是否停止。

如果在控制器处于手动模式时振荡仍然存在，则振荡源自回路外部，对于具体震荡应该找到具体原因，解决后再试投用。

3、对于需要由手动投自动的回路，应该认真观察回路的前期趋势，如果存在明显异常（如MV 值未改变，PV 值大幅改变），安全起见不建议新手练习投自动。

4、当阀门连续变化时，测量值不连续变化，而阀门变化到一定量，测量值突变，可能阀门卡或或者仪表精度低造成的。

5、投用自动或调整PID 参数前，应该认真观察回路以前的手动操作习惯，找到输出值得最大最小值并且给MV 设定上限及下限以保证装置安全运行。

P I D控制最通俗的解释与P I D参数的整定方法本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.MarchPID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。

在实际应用中，我们尽量避免使用高深复杂的数学公式，希望能使经验法更多的发挥能力，这样既可以节省很多时间，也可以通过经验的传授使更多的工程师或工人可以掌握一种简单有效的方法来进行PID控制器的调节。

传统的PID经验调节大体分为以下几步：1．关闭控制器的I和D元件，加大P元件，使产生振荡。

2．减小P，使系统找到临界振荡点。

3．加大I，使系统达到设定值。

4．重新上电，观察超调、振荡和稳定时间是否符合系统要求。

5．针对超调和振荡的情况适当增加微分项。

以上5个步骤可能是大家在调节PID控制器时的普遍步骤，但是在寻找合时的I和D参数时，并非易事。

如果能够根据经典的Ziegler-Nichols（ZN法）公式来初步确定I 和D元件的参数，会对我们的调试起到很大帮助。

John Ziegler和Nathaniel Nichols发明了著名的回路整定技术使得PID算法在所有应用在工业领域内的反馈控制策略中是最常用的。

Ziegler-Nichols整定技术是1942年第一次发表出来，直到现在还被广泛地应用着。

所谓的对PID回路的“整定”就是指调整控制器对实际值与设定值之间的误差产生的反作用的积极程度。

如果正巧控制过程是相对缓慢的话，那么PID算法可以设置成只要有一个随机的干扰改变了过程变量或者一个操作改变了设定值时，就能采取快速和显著的动作。

相反地，如果控制过程对执行器是特别地灵敏而控制器是用来操作过程变量的话，那么PID算法必须在比较长的一段时间内应用更为保守的校正力。

回路整定的本质就是确定对控制器作用产生的过程反作用的积极程度和PID算法对消除误差可以提供多大的帮助。

经过多年的发展，Ziegler-Nichols方法已经发展成为一种在参数设定中，处于经验和计算法之间的中间方法。

这种方法可以为控制器确定非常精确的参数，在此之后也可进行微调。

Ziegler-Nichols方法分为两步：1．构建闭环控制回路，确定稳定极限。

PID?参数设置指南比例参数= 比例度= 比例带= δ= P b比例系数= 比例增益= 放大系数= K Pδ= 1 K p比例带P b\ 积分时间Ti\ 微分时间Td≈1 \ 12 \ 3启动PID参数自整定程序，可自动计算PID参数，自整定成功率95%，少数自整定不成功的系统可按以下方法调PID参数。

P参数（即比例带或比例度δ、P b）设置如不能肯定比例调节系数P（即比例带或比例度δ、P b）应为多少，请把P参数（即比例带或比例度δ、P b）先设置大些（如30%），以避免开机出现超调和振荡，运行后视响应情况再逐步调小，以加强比例作用的效果，提高系统响应的快速性，以既能快速响应，又不出现超调或振荡为最佳。

（比例增益Kp越大）δ值越小系统越稳定，要减小静差，就要尽量增大比例增益Kp，但由于系统有惯性，比例增益Kp增得过大，又会引起超调，使系统的被控量忽大忽小，引起系统振荡。

I参数设置如不能肯定积分时间参数I应为多少，请先把I参数设置大些（如1800秒），(I> 3600时，积分作用去除)系统投运后先把P参数（即比例带或比例度δ、P b）调好，尔后再把I参数逐步往小调，观察系统响应，以系统能快速消除静差进入稳态，而不出现超调振荡为最佳。

积分时间T I越长，（系统的）变化越缓慢，（系统消除静差的时间就越长）。

（相反，积分时间T I太短，消除静差的时间就越短，系统亦会产生振荡）。

但积分时间T I太长，又会发生在被控量急剧变化时，被控量难以迅速恢复的情况。

D参数设置如不能肯定微分时间参数D应为多少，请先把D参数设置为O，即去除微分作用，系统投运后先调好P参数（即比例带或比例度δ、P b）和I参数，P、I 确定后,再逐步增加D参数,加微分作用，以改善系统响应的快速性，以系统不出现振荡为最佳，（多数系统可不加微分作用）。

D积分参数一般是对应快速变化的场合使用，如空压机，温控仪（系统惯性大的负载）等，一般在其他场合关闭即可。

动态调整PID参数
在实际应用中，系统的特性可能会发生变化，因此需要动态调整PID参数 以适应变化。
可以通过在线调整Kp、Ki和Kd的值来优化系统的性能，例如使用试凑法 或基于性能指标的优化算法。
在调整PID参数时，需要注意不要过度调整，以免对系统造成不良影响。
04
PID参数整定实例
简单控制系统PID参数整定
复杂控制系统PID参数整定
总结词
复杂控制系统通常具有较多的干扰和不确定性，因此PID 参数整定较为困难。
详细描述
在复杂控制系统中，通常采用工程整定法进行PID参数整 定，如Z-N整定法和Cohen-Coon整定法等。这些方法 基于系统的数学模型，通过计算和实验相结合的方式确 定PID参数。此外，现代控制理论中的优化方法也可以用 于复杂控制系统的PID参数整定。
衰减曲线法
总结词
通过观察系统在不同控制作用下的衰减 曲线，确定最佳的PID参数。
VS
详细描述
衰减曲线法是一种基于系统响应的参数整 定方法。通过改变控制作用的大小和方向 ，观察系统的响应，绘制出衰减曲线。然 后，根据衰减曲线的形状和振荡特性，确 定最佳的PID参数。这种方法适用于具有 明显衰减振荡特性的系统。
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其他软件工具
总结词
除了MATLAB/Simulink和LabVIEW之外，还有许多其 他的软件工具可用于PID参数整定，如DCS、PLC编程 软件等。
详细描述
分布式控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）编 程软件通常也提供了PID控制器设计和参数整定的功能。 这些软件通常针对特定的工业应用场景进行优化，因此 在实际应用中具有较高的实用价值。在进行PID参数整定 时，用户需要根据具体的控制系统和需求选择合适的软 件工具。

PID控制与参数整定方法PID控制是一种常用的控制算法，广泛应用于各个领域的自动控制系统中。

PID控制通过反馈调节系统的输出，使得系统的输出与期望值尽可能接近。

PID控制器由比例控制、积分控制和微分控制三部分组成，每个部分都有相应的参数需要进行整定。

在PID控制器中，比例控制部分根据当前误差的大小决定输出的大小，即输出与误差成正比。

比例控制的参数是比例增益，通过调节比例增益可以改变系统的响应速度和稳定性。

当比例增益较大时，系统的响应速度快，但可能会引起超调；当比例增益较小时，系统的响应速度慢，但稳定性好。

积分控制部分根据误差的累积量进行输出修正，用于消除系统的静态误差。

积分控制的参数是积分增益，通过调节积分增益可以改变系统的响应速度和对静态误差的准确性。

当积分增益较大时，系统能较快地消除静态误差，但可能会引起超调；当积分增益较小时，系统较难完全消除静态误差，但稳定性好。

微分控制部分根据误差的变化率进行输出修正，用于抑制系统响应的超调。

微分控制的参数是微分增益，通过调节微分增益可以改变系统的稳定性和抑制超调的效果。

当微分增益较大时，系统的稳定性好，但可能引起振荡；当微分增益较小时，系统的稳定性较差，但抑制超调的效果好。

参数整定是指选择合适的参数值使得PID控制系统能够满足控制要求。

主要有几种常用的整定方法：1.经验法：根据经验和实际应用中的常见规律来选择参数值。

这种方法适用于已有类似系统的参数可以作为参考的情况。

但是，由于每个系统的特性不同，经验法的参数选取往往需要经过多次试验和调整才能得到满意的控制效果。

2. Ziegler-Nichols 方法：该方法主要通过系统的临界时刻和临界增益来选择参数。

首先，通过增大比例增益直到系统开始振荡，并记录振荡的周期。

然后，根据周期计算出比例增益、积分增益和微分增益的初值。

这种方法在实践中比较常用，但是对于非线性和时变系统效果可能有限。

3.调试法：通过实际的调试过程来选择参数。

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参数整定方法PID（Proportional-Integral-Derivative，比例积分微分控制）是一种常用的控制算法，它通过调整输出信号，使得被控对象的输出变量尽可能地接近设定值。

为了实现良好的控制效果，需要对PID参数进行合理的整定。

下面将介绍几种常用的PID参数整定方法。

1.经验整定法：经验整定法是一种经验性的参数整定方法，根据工程经验和试错原则来确定PID参数。

具体步骤如下：-初始设定PID参数为Kp=1，Ki=0，Kd=0。

-逐渐增加Kp的值，直到系统开始出现超调现象。

-根据系统的超调量，逐渐减小Kp的值，直到系统的超调量满足要求。

-根据系统的超调时间，逐渐增加Ki的值，使得系统的超调时间减小。

-根据系统的响应速度，逐渐增加Kd的值，使得系统的响应速度增加。

2. Ziegler-Nichols指标整定法：Ziegler-Nichols指标整定法是一种基于系统阶跃响应的参数整定方法，通过测量系统的阶跃响应特性来确定PID参数。

该方法分为三种整定方式：- Ziegler-Nichols开环法：-将系统设置为开环控制。

-逐渐增大Kp的值，直到系统开始出现持续振荡的现象。

-记录该时刻的Kp值（Ku）和持续振荡的周期（Tu）。

-根据Ku和Tu计算出PID参数：Kp=0.6Ku，Ki=1.2Ku/Tu，Kd=3KuTu/40。

- Ziegler-Nichols闭环法：-将系统设置为闭环控制。

-逐渐增大Kp的值，直到系统的输出响应快速但不超调。

-记录该时刻的Kp值（Ku）。

-根据系统的临界增益（Ku）计算出PID参数：Kp=0.33Ku，Ki=0.33Kp/Tu，Kd=0.33KpTu。

- Ziegler-Nichols两点法：-将系统设置为闭环控制。

-记录系统输出值最初变化的瞬间（T1）和最终变化的瞬间（T2）。

-根据T1和T2计算出PID参数：Kp=(4/Tu)(1/T1+1/T2)，Ki=2/Tu，Kd=KpTu/83. Chien-Hrones-Reswick方法：Chien-Hrones-Reswick方法是一种基于系统阶跃响应曲线形状的参数整定方法。