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PID介绍ppt课件

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PID控制经典PPT

PID控制经典PPT

PID控制广泛应用于各种工业过程控制系统中，如温度、压力、流量等。
PID控制的基本概念
03
微分控制
通过微分项预测误差的变化趋势，提前调整输入信号，以减小超调和缩短调节时间。
01
比例控制
通过调整输入信号的比例系数，对误差进行直接控制，以快速减小误差。
02
积分控制
通过积分项对误差进行累积，并调整输入信号，以消除长期误差。
频率响应法
通过分析系统的频率特性，如幅频特性和相频特性，来评估PID控制器的性能，主要关注系统的稳定性和抗干扰能力。
误差积分法
通过对系统误差进行积分，得到一个反映系统误差累积的指标，以此评估PID控制器的性能，关注系统误差的控制能力。
阶跃响应法
通过调整比例系数，改变系统的放大倍数，影响系统的响应速度和稳态精度。适当增大比例系数可以提高系统的响应速度，但过大会导致系统不稳定；适当减小比例系数可以减小超调量，但过小会导致系统响应迟缓。
PID控制器在机器人控制系统中具有重要的作用，是实现机器人精确控制的关键之一。
04
PID控制的改进与发展
模糊PID控制
总结词：模糊PID控制是一种将模糊逻辑与PID控制相结合的方法，通过模糊化处理将不确定性和非线性因素引入PID控制器中，提高系统的鲁棒性和适应性。
神经网络PID控制
总结词：神经网络PID控制是一种基于神经网络的PID控制器，通过神经网络的自学习和自适应能力，实现对PID参数的在线调整和优化。
pid控制经典
CATALOGUE
目录
PID控制理论概述 PID控制器的设计 PID控制的应用 PID控制的改进与发展 PID控制性能的评估与优化
01
PID控制理论概述
pid控制PPT课件

pid控制PPT课件


k
Kpe(k)Ki e(j)Kde(k)e(k1) j0
式中，u(k)为第k次采样时刻的控制器的输出值； e (k-1)和e (k)分别为第(k-1)次和第k次采样时刻的偏差值。
只要采样周期T足够小，数字PID控制与模拟PID控制就会十分
精确的接近。
ppt精选版
12
1.2.2 增量式PID控制算法
e(k )
0 e(k )
e(k) e0 e(k) e0
式中，e(k)为位置跟踪偏差，e0是一个可调参数，其 具体数值可根据实际控制对象由实验确定。若e0值 太小，会使控制动作过于频繁，达不到稳定被控对象
的目的；若e0太大，则系统将产生较大的滞后。
ppt精选版
35
1.2.9 带死区的PID控制算法
1.1 PID控制原理
闭环控制系统原理框图
图中所示为控制系统的一般形式。被控量y(t)的检测值c(t)与给定值r(t) 进行比较，形成偏差值e(t)，控制器以e(t)为输入，按一定的控制规律 形成控制量u(t)，通过u(t)对被控对象进行控制，最终使得被控量y(t)运 行在与给定值r(t) 对应的某个非电量值上。
ppt精选版
1
1.1 PID控制原理
模拟PID控制系统原理框图
ppt精选版
2
ppt精选版
3
1.1 PID控制原理
PID控制器各环节的作用如下：
（1）比例环节的数学式表示是:
Kp e(t)
在模拟PID控制器中，比例环节的作用是对偏差量e(t)瞬间 作出反应, 产生相应的控制量u(t)，使减少偏差e(t)向减小的 方向变化。控制作用的强弱取决于比例系数Kp， Kp越大， 控制作用越强，则过渡过程越快，控制过程的静态偏差ess 也就越小,但是Kp越大，也越容易产生振荡，增加系统的超 调量，系统的稳定性会变差。
《PID控制原理》课件

《PID控制原理》课件


智能PID控制器
随着人工智能技术的发展，将人工智能算法与PID控制器相结合，形成智能PID控制器，可以自动调整PID控制器的参数，提高控制效果。
自适应PID控制器
自适应PID控制器可以根据系统参数的变化自动调整PID控制器的参数，提高系统的适应性和鲁棒性。
多变量PID控制器
多变量PID控制器可以同时控制多个变量，提高系统的控制精度和效率。
02
CHAPTER
PID控制器的参数整定
PID控制器参数对系统性能的影响
PID控制器的参数直接决定了系统的响应速度、超调量、调节时间和稳定性等性能指标，因此合理整定PID控制器参数对控制系统至关重要。
PID控制器参数与系统动态特性的关系
PID控制器参数的选择与系统的动态特性密切相关，不同的系统需要不同的PID参数配置，以实现最佳的控制效果。
根据系统特性选择合适的PID控制器参数
不同类型的系统具有不同的动态特性，需要根据系统的具体情况选择合适的PID参数。例如，对于快速响应系统，应选择较大的比例增益和较小的积分时间常数；对于慢速响应系统，应选择较小的比例增益和较大的积分时间常数。
逐步调整PID控制器参数
在调整PID控制器参数时，应遵循逐步调整的原则，先调整比例增益，再调整积分时间常数和微分时间常数。每次调整后都需要观察系统的响应特性，根据实际情况进行调整。
微分环节
比例环节
根据误差信号的大小，成比例地调整输出信号。当误差较大时，输出信号也相应增大，以迅速减小误差；当误差较小时，输出信号逐渐减小，以避免超调。
积分环节
对误差信号进行积分运算。积分环节的作用是消除静差，提高系统的控制精度。通过积分运算，可以逐渐减小误差，直到误差为零。
微分环节
《仪表PID图例符号》课件

《仪表PID图例符号》课件

详细描述
温度图例符号通常由一个圆圈内加一个温度计图案或数字组成，数字上标注温度值。此外，还可能包 括一些辅助符号，如箭头、斜杠等，用于表示温度的方向、波动范围和测量点位置等信息。不同的温 度图例符号适用于不同的温度测量原理和应用场合，如热电偶、热电阻等。
03
PID图例符号的绘与解读
PID图例符号的绘制方法
流程解读
根据符号的排列和连接， 理解工艺流程或控制流程 的方向和顺序。
信息关联
将符号与实际设备或仪表 进行关联，确保理解符号 所代表的实际意义。
PID图例符号的常见错误与纠正方法
符号绘制错误
如线条不直、颜色不统一或字体 大小不合适等。纠正方法：使用 绘图工具的校对功能，确保绘图
的准确性。
流程解读错误
01
02
03
绘制工具选择
选择合适的绘图软件，如 PowerPoint、Visio等， 以便清晰地展示符号和流 程。
符号标准
遵循行业标准或国家制图 标准，确保符号的规范性 和通用性。
符号绘制技巧
使用统一的线条、颜色和 字体，保持图面的整洁和 易读性。
PID图例符号的解读技巧
符号识别
熟悉常见的PID图例符号， 能够快速识别各个符号代 表的含义。
PID图例符号的应用领域
PID图例符号广泛应用于石油、化工、制药、食品、能源等工业领域。
在工艺流程设计、施工、运行和维护过程中，PID图例符号是必不可少的 工具，用于表示工艺流程中的各种设备和管道的布置、操作和控制。
PID图例符号还可以用于工艺流程模拟、优化和自动化控制等方面，为工 业生产提供重要的技术支持。
家用电器PID图例符号应用案例
总结词
家用电器中的PID图例符号用于表示电器的电路原理和内部结构，是消费者了解和使用 电器的重要参考。
Pid控制直流双闭环调速系统ppt课件

Pid控制直流双闭环调速系统ppt课件


比例部分
比例部分的数学式表示是：Kp*e(t)
在模拟 PID 控制器中，比例环节的作用是对偏差瞬间作 出反应。偏差一旦产生控制器立即产生控制作用，使控制量 向减少偏差的方向变化。控制作用的强弱取决于比例系数 Kp ，比例系数Kp越大，控制作用越强，则过渡过程越快， 控制过程的静态偏差也就越小；但是Kp越大，也越容易产生 振荡，破坏系统的稳定性。故而，比例系数Kp选择必须恰当， 才能过渡时间少，静差小而又稳定的效果。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
直流双闭环调速系统
单闭环直流调速系统 同开环调速系统一样，转速闭环调速系统
中电机的转速大小受转速给定电压Un*控制， 给定电压为零时，电机停止；给定电压增大 时，电机转速升高；给定电压减小时，电机 转速下降。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
整定方法
凑试法 临界比例法 经验法
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
这种算法的缺点是：由于全量输出，所以每次 输出均与过去状态有关，计算时要对ek进行累加，工作 量大；并且，因为计算机输出的uk对应的是执行机构的 实际位置，如果计算机出现故障，输出的u将大幅度变 化，会引起执行机构的大幅度变化，有可能因此造成严 重的生产事故，这在实生产际中是不允许的。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
带控制点的工艺流程图(PID)_讲义PPT课件

带控制点的工艺流程图(PID)_讲义PPT课件


4
谢谢您的指导
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
2020/10/13
汇报人：XXXX 日期：20XX年XX月XX日
5
➢ 图例可以使阅读者不借助书册，即可看懂图中的各种文字、字母和数
字符号。图例的具体内容包括如下四点：
a) 图形标志和物料代号的说明；
b) 管道标注说明；
c) 控制点符号标注；
d) 控制参数和功能代号标注。
➢ 附注：设计中一些特殊要求和有关事宜在图上不宜表示或者表示不清
楚时，可在图上用文字、表格、简图的方式加以说明。一般附
3）绘制步骤
➢ 根据流程，选定图纸大小(一般为A1)，绘制图框及标题栏、修改栏；
➢ 用细实线画出厂房的地平线；
➢ 根据流程，从左到右，用细实线绘出流程各设备的示意图，料流程线，并标注流向箭头。在流程线的起止位
置注明来源和去向等；
2020/10/13
注加在标题栏附近。
2020/10/13
3
➢ 附注：设计中一些特殊要求和有关事宜在图上不宜表示或者表示不清
楚时，可在图上用文字、表格、简图的方式加以说明。一般附
注加在标题栏附近。
➢ 标题栏和修改栏
标题栏也称图签，位于图纸的右下角，注写项目名称、设计阶 段
等信息，便于图纸的管理；修改栏中填写修改内容。
➢ 阀门、管件和管道附件按HG20519.32-92标准中的规定绘制；
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➢ 仪表及控制点、控制元件的代号及图形符号按HG20519.32-92的标准
绘制；
B 图例和索引
《PID控制原理》课件

《PID控制原理》课件


PID调节器
PID调节器的设计方法多种多样。本节将介绍手动调节法和自动调节法，以及它们在不同情况下的应用。
PID控制器的设计与应用
了解PID控制器的稳定性和性能分析，以及参数选取方法对于在实际工程中应用PID控制器至关重要。
结论
PID控制器有其优点和缺点。本节将总结这些，并展望PID控制器的未来发展 方向。
参考文献
掌握PID控制原理所需要的理论基础、应用知识以及T课件
简介
PID控制器是自动控制领域中常用的控制算法之一。本节将介绍PID控制器的 概述、应用场景以及与传统控制器的区别。
PID控制器原理
在PID控制器中，P（比例）、I（积分）、D（微分）控制器起着重要的作用。了解这些基本原理是理 解PID控制器工作方式的关键。
pid工艺流程图的画法ppt课件

pid工艺流程图的画法ppt课件

的控制情况。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
设备的画法与标注
管道流程线的表示
PID图需掌握的知识点
阀门等管件的表示方法
仪表控制的画法
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
管道及仪表流程图上的管子、管件、阀门及管道附件的图例
名称
主要物料管道
辅助物料及公用系 统管道
原有管道
可折短管
蒸汽伴热管道
电伴热管道
柔性管 翅片管
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
某丙烯酸甲酯装置局部工艺原则流程图
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
工艺原则流程图通常采用按工艺流程顺序， 自左至右展开图的形式表示，设备以示意 的图形或符号表示（表7-2），并用细实线 画出，流程图中的主要物料流程的流程线 用粗实线表示，流程方向用箭头画在流程 线上。
当物料经过设备产生变化时，可在流程的 起始部分和物料产生组分变化的设备之后， 在流程线上用指引线引出并列表标注（指 引线及表格线皆用细实线绘制）。标注出 物料变化前后各组分的名称、流量、质量 分数或摩尔分数和每项的总和数等（标注 项目可按需要酌量增减）。
PID讲解理论ppt课件

PID讲解理论ppt课件


个小电机带一台水泵进行压力闭环控制，一般只用PI控制。P=1-10，
I=0.1-1，D=0，这些要在现场调试时进行修正的。
6
图1 过程过渡质量指示图
上图是过程过渡质量指示图，也是干扰作用影响下的过渡过程， 用过渡过程衡量系统质量时，常用的指标有：
衰减比：前后两个峰值的比，如图1中的B：B’
余差： 就是过渡过程终了时的残余偏差，如图1中的C
微分（D）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。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。
I是解决动作响应的速度快慢的，可消除系统稳态误差，I变大时 响应速度变慢，反之则快；
D是消除静态误差的，提高系统动态特性，（减少超调量和反应
时பைடு நூலகம்），一般D设置都比较小，而且对系统影响比较小。
3
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TIC：P=20~60%，I=180~600s，D=3-180s； 压力PIC： P=30~70%，I=24~180s； 液位LIC： P=20~80%，I=60~300s； 流量FIC： P=40~100%，I=6~60s。
经验法简单可靠，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。
5
下面以PID调节器为例，具体说明经验法的整定步骤：
A. 让调节器参数积分系数I=0，实际微分系数D=0，控制系统投入
化工工艺PID识图-PPT

化工工艺PID识图-PPT

4
5
6
b.仪表指示及调节阀（含安全阀）符号
7
8
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
3.1.2图纸中字母表示含义 a.仪表字符含义
10
b.物料缩写字符
11
c.其它缩写字母含义
12
d.图纸中字母代号
13
3.2 PID图 PID图中一般包括了设备、管道管件、仪表测量显示控制三个方面
b.关键性阀门型号及阀门所处状态应在阀门处标明，特别是仪表明调节阀门，见 3.1.2中a项仪表字符含义，如下前图阀门TV-1501A，当发生事故紧急停车时，调节阀 门按联锁要求锁定在当前阀位，然后再慢关至最小阀门限位，后图中有一道辅助管道 上为NC闸阀，表示正常生产状态为常关阀门，只有在更换D102中催化剂时需要倒换辅 助管线时才打开并进行切换。
工程的设计，从工艺包、基础设计到详细设计中的大部分阶段，PID 都是工艺及工艺系统专业的设计中心，其他专业（设备、仪表、电气、 自控、管道、土建、安全等）都在为实现P&ID里的设计要求而工作。
1
二、某装置60万吨甲醇干法脱硫图例
详细图纸见附件
D11.pdf
2
三、PID图册的基本内容
一般化工PID图册主要包括以下两方面内容 1、目录、符号及总体说明 2、工艺装置管道仪表流程图
19
c.管道变径时应有大小头，变径头前后管道尺寸应在管道标识中标明，管线与设备
是法兰连接还是焊接，一般看图中有没有法兰片标识及设备本体是法兰形式还是焊接形 式，有的小阀门带的是丝堵，一般在详细设计空视图上比较清楚，如下图中DR导淋阀一 般是1"或者3/4"，阀门是内螺纹且带的是丝堵，大小头与管道是焊接的，阀门与管道连 接一般是法兰连接的，不过也有焊接的（工艺系统高压情况下）。
单回路PID控制课件PPT

单回路PID控制课件PPT


智能窗帘能够根据室内光线和时间自动调节开合程度，提供舒适的居住
环境。
其他领域中的应用
无人机飞行控制
在无人机飞行控制中，PID控制器用于调节无人机的姿态、高度和速度等参数。通过传感器检测无人机的状态信 息，PID控制器输出相应的控制指令，确保无人机能够稳定、准确地完成各种任务。
机器人运动控制
在工业机器人和智能服务机器人中，PID控制器广泛应用于关节运动控制、轨迹跟踪和力控等领域。通过调节电 机的输入电压或电流，PID控制器能够使机器人关节运动的位置、速度和加速度达到期望的目标值，提高机器人 的运动性能和定位精度。
积分单元（I）
根据误差信号积分调节输 出，影响控制系统的稳态 误差。
微分单元（D）
根据误差信号的微分调节 输出，影响控制系统的动 态响应。
PID控制器的参数整定
比例系数（Kp）
调整系统增益，影响系统 响应速度和超调量。
积分系数（Ki）
调整系统稳态误差，影响 系统消除误差的速度。
微分系数（Kd）
调整系统动态响应，影响 系统对变化信号的响应速 度。
单回路PID控制系统
04
的调试与优化
系统调试的方法和步骤
设定参数
根据系统要求和工艺特性，选择 合适的PID参数，如比例增益、 积分时间常数和微分时间常数。
模拟测试
在模拟环境中对PID控制系统进 行测试，观察系统的响应特性 和稳定性。
现场测试
将PID控制系统安装到实际设备 上，进行现场测试，检查系统 的实际运行效果。
THANKS.
PID控制器的优缺点
优点
结构简单、稳定性好、调整方便 、易于实现等。
缺点
对参数整定要求较高，参数整定 不当可能导致系统性能下降；对 于某些非线性或时变系统，PID控 制效果不佳。

数字PID及其算法讲解ppt课件


二、PI调节器：
控制规律：
u(t)
k
p
e(t )
1 Ti
t
0
e(t
)dt
分析：1. 只要e(t)不为0就有控制作用，可
消除静差；
2. 其大小取决于Ti 。 缺陷：降低了响应速度。
三、PID调节器：
控制规律：
u (t )
k
p
e(t )
1 Ti
t
0 e(t)dt Td
de(t)
dt
分析：只要e(t)发生变化就产生控制作用，可以
微型计算机控制技术
§3.1 引言 典型的微机控制系统原理图
- 计算机
D/A
被控对象
A/D
一、从两个角度分析
1. A / D、计算机、D / A作为整体；与被控对象组成系统。 输入输出均为模拟量；看作连续变化 的模拟系统；用拉氏 变换分析；等效结构图如图a。 2. D / A、被控对象、A / D作为整体；与计算机组成系统。 输入输出均为数字量；看作离散系统；用z变换分析；等 效结构图如图b。
加快系统响应速度，缩短调节时间，减小
超调量。
各类模拟PID调节器对偏 差的阶跃变化的时间响应
e(t)
1
0 t0
t
u(t)
kp
P
u(t)
kp
I
P
u(t) D
kp
I
P
0 t0
t
微型计算机控制技术
§3.3.1 模拟PID调节器
总结：
对于模拟PID调节器， 在阶跃信号作用下，首先是 P、D作用，使控制作用加 强，然后再进行积分，直到 消除静差。模拟PID调节器 无论从静态、动态分析，其 控制品质都可以保证。

关于PID控制课件


其它几个常量也是积分项的一部分，如增益、采样时刻 (PID循环重新计 算输出数值的循环时间)、以及积分时间(用于控制积分项对输出计算影 响的时间)。
Date: File:
2024/6/1 SSP2_03C.5
制作：吴祖福
• 微分项 微分项MD与偏差的改变成比例，方便计算取 。 计算微分项的公式为：
SPn-1 为采样时刻n-1的设定值
PVn 为采样时刻n的过程变量值
PVn-1 为采样时刻n-1的过程变量值
Date: File:
2024/6/1 SSP2_03C.6
制作：吴祖福
• 回路控制的选择
如果不需要积分运算(即在PID计算中不需要积分运算)，则应将积分时间 (项Ti的)指数定值为也无可限能大不，为由零于。积分和MX的初始值，即使没有积分运算，积分
时，在PID算法中，系统自动地把在积分和微分运算中的回路增益取为
1.0 ，
此时
Date: File:
2024/6/1 SSP2_03C.7
制作：吴祖福
3 PID算法的实现 •运算框图
Date: File:
2024/6/1 SSP2_03C.8
制作：吴祖福
• PID控制软件（S7_Pro4） OB1
为了避免步骤改变或由于对设定值求导而带来的输出变化，对此公式进 行 而不修计改算，偏假差定的设改定变值，为计常算量公(SP式n=可S以Pn改-1)，进因为此：将计算过程变量的改变，
其中： MDn 为 采用时刻n的输出微分项的值
Kc 为回路的增益
Ts 为采样的时间间隔
Td
为微分时间
SPn 为采样时刻n的设定值
Date: File:
2024/6/1 SSP2_03C.1

PID控制经典PPT课件

调节阀的开度(变化)才与偏差成比例。
超出这个“比例带”以外
调节阀已处于全关或全开的状态，调节器的输入与输出已不再保 持比例关系。
.
17
4.2 比例调节(P调节)
4.2.1 比例控制的调节规律和比例带 4.2.2 比例控制的特点 4.2.3 比例带对控制过程的影响
.
18
4.2.2 比例调节的特点
•如果Kc=1，则控制器输出u(t)变化在0～100%范围（对应阀 门的全关到全开），并与输入e(t)之间保持线性关系。 •Kc>1时，制器输出u(t)与输入e(t)之间的线性关系只在 -50%/Kc～50%/Kc满足。
.
11
4.2.1 比例控制的调节规律和比例带
• 当|e(t)|超出该范围时，控制器输出具有饱和特性
.
16
4.2.1 比例控制的调节规律和比例带
②δ具有重要的物理意义
u代表调节阀开度的变化量，δ就代表使调节阀开度改变
100% 即从全关到全开时所需要的被调量的变化范围。
例如，若测量仪表的量程为100℃，则δ＝50% 就表示
被调量需要改变50℃才能使调节阀从全关到全开。
当被调量处在“比例带”以内
du Se
dt 0
图4-5 自力式气压控制阀结构原理图
.
33
4.3.1 积分控制的调节规律
2 积分调节的特点，无差调节
积分调节的特点是无差调节
t
u S edt 00
e
u
t
t
只要偏差不为零，控制输出就不为零，它就 要动作到把被调量的静差完全消除为止
而一旦被调量偏差e为零，积分调节器的输
出就会保持不变。
信号的积分成正比，即：

PID参数调节原理和整定方法ppt课件

34
13
纯P作用下的阶跃响应
纯P调节为有差调节 比例作用越强，稳态误差越小，响应快，但超调大
14
PI作用下的阶跃响应
引入积分，消除了余差 积分作用越强，响应速度越快，超调大，振荡加剧
15
PI作用下的阶跃响应
在同样积分作用下，减小比例作用，可增加系统稳定。
16
PD作用下的阶跃响应
引入微分项，提高了响应速度，增加了系统的稳定性， 但不能消除系统余差
D微分调节
D：微分调节
微分调节一般只与偏差的变化成比例，偏差变化越剧 烈，调节输出作用越强。从而及时抑制偏差增长，提 高系统稳定性。
微分调节主要用于调节对象有大的传递滞后和容量滞 后。（例如温度与大容量液位）
微分一般用微分时间表示，单位S，用TD表示。在实 际使用过程中，值越大作用越强。
要注意，微分调节器不能单独作用，必须配合使用，并且微分 调节无法消除余差，只对偏差变化速度有反应，与偏差大小无 关。
32
总结
控制回路自控的投用并不简单在于PID参 数的好坏，它与现场阀门响应速度及灵敏 度相关、测量的准确性息息相关；
因此希望优秀的工艺人员与用心的仪表人 员共同努力，共同提高我们国际化的大石 化自控率，同时也为减轻大家的劳动强度。
33
总结
PID参数整定顺口溜
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
PID参数调节原理和整定方法

PIDPPT课件

7
三、 PID参数整定
工程整定参数方法 主要临界比例带法、衰减曲线法、反应曲线 法和经验法（现场凑试法）。在我们平台上 通常采用的是经验法。
8
三、 PID参数整定
如果过程的动态特性变化，例如可能由于 负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数 （Kp，Ki，Kd）就重新整定。
9
三、 PID参数整定
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
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在工程实际中，应用最为广泛的调节阀 控制规律为比例、积分、微分控制，简称 PID控制，又称PID调节。PID控制器问世 至今已有近70年历史，它以其结构简单、 稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工 业控制的主要技术之一。
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二、 PID控制的原理
比例（P）调节作用：是按比
例反应系统的偏差，系统一旦出现偏差， 比例调立即产生调节作用以减少偏差。
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一、 控制系统简介
一个控制系统包括控制器、传感器、变 送器、执行机构、输入输出接口。不同的控 制系统，其传感器、变送器、执行机构不同。 比如压力控制系统要采用压力传感器。温度 控制系统的传感器就是温度变送器。我们平 有压力、温度、液位控制系统。执行机构都 采用的是fisher公司的调节阀。
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二、 PID控制的原理
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
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谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way

PID控制ppt课件

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KI：积分控制作用放大倍数 现象：只要有偏差，控制器输出就不断变化。 结果：输出稳定在设定的85度上，即消除了 余差。
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人工操作（4）：增加微分作用 由于温度过程容量滞后大，当出现偏差 时，其数值已经较大，因此，补充经验：根 据偏差变化的速度来开启阀门，从而抑制偏 差的幅度，使控制作用更加及时。
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积分控制作用总是滞后于偏差的存在，因 此它不能有效地克服扰动的影响，难以使 得控制系统稳定下来，因此积分控制作用 很少单独使用。
比例作用的输出与偏差同步，偏差大，输 出大，偏差小，输出小，因此控制及时。 而积分作用则不是。
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✓工业上常将比例作用与积分作用组合成比 例积分控制规律。
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控制器的控制规律就是u(t)与e(t)之间的关系，
是在人工经验的基础上总结并发展的。 控制器的基本控制规律有： 比例、积分和微分
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反应器的温度控制
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人工操作过程分析
以蒸汽加热反应釜为例： 设反应温度：85度，轻 微放热反应 ➢ 操纵变量：蒸汽流量 ➢ 被控变量：反应温度 ➢ 干扰：蒸汽压力、进 料流量等
当流入的流量为一定值x0时，可以得出： y=x0t/S
如果x是变化的，即为t的函数，则
也就是说，若以流入的流量x作为输入，以移动距离y作为输出，则
油缸是个积分环节。
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4、 积分（I）控制规律（过去）：
具有积分控制规律的控制器称为积分(I)控制器, 其传递函数为:
输出信号和输入信号的关系：
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微分控制的作用： 1、微分控制的作用是有偏差信号e（t）的当 前变化率de/dt预见随后的偏差将是增大还是减 少，增减的幅度如何。 2、微分控制的作用正比于偏差信号e（t）的 当前变化率，只能对偏差信号e（t）变化的速 度其反应，对于一个固定不变的偏差e（t）无 论其数值多大，根本不会有微分作用输出。
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察控制过程，直到获得满意的控制过程为止。
B. 取比例系数P为当前的值乘以0.83，由小到大增加积分系数I，
同样让扰动信号作阶跃变化，直至求得满意的控制过程。
C. 积分系数I保持不变，改变比例系数P，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P增大
一些，再调整积分系数I，力求改善控制过程。如此反复试凑，直
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PID控制简介
PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分 单元（D）组成。
比例（P）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。
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积分（I）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
个小电机带一台水泵进行压力闭环控制，一般只用PI控制。P=1-10，
I=0.1-1，D=0，这些要在现场调试时进行修正的。
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图1 过程过渡质量指示图
上图是过程过渡质量指示图，也是干扰作用影响下的过渡过程， 用过渡过程衡量系统质量时，常用的指标有：
衰减比：前后两个峰值的比，如图1中的B：B’
余差： 就是过渡过程终了时的残余偏差，如图1中的C
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这里介绍一种经验法。这种方法实质上是一种试凑法， 它是在生产实践中总结出来的行之有效的方法，并在现场 中得到了广泛的应用。
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。
微分（D）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。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。
I是解决动作响应的速度快慢的，可消除系统稳态误差，I变大时 响应速度变慢，反之则快；
D是消除静态误差的，提高系统动态特性，（减少超调量和反应
时间），一般D设置都比较小，而且对系统影响比较小。
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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TIC：P=20~60%，I=180~600s，D=3-180s； 压力PIC： P=30~70%，I=24~180s； 液位LIC： P=20~80%，I=60~300s； 流量FIC： P=40~100%，I=6~60s。
选用这个曲线作为指标的理由：是因为它第一次回复到给定值 较快，以后虽然又偏离了，但偏离不大，并经过几次震荡就稳定下 来了。
定量的看：第一个波峰B的高度是第二个波峰B’的高度的四倍， 所以这种曲线又叫4：1衰减曲线，在调节器的工程参数整定中，以 能得到4：1的衰减过渡过程为最好，这时的PID控制参数可叫最佳 参数。
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PID实际应用参数调节
PID参数的整定：
1、可以在软件中进行自动整定； 2、自动整定的PID参数可能对于系统来说不是最好的，就需要手
动凭经验来进行整定。
PID参数设置的大小，一方面是要根据控制对象的具体情况而定； 另一方面是经验。
P在实际应用中是解决幅值震荡，P放大时，系统动作灵敏，速 度快，稳态误差小，但P太大时，幅值震荡的幅度大，震荡频率小， 震荡次数增加，系统达到稳定时间变长。如果P太小，会反复震荡， 永远也达不到设定要求。
经验法简单可靠，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。
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下面以PID调节器为例，具体说明经验法的整定步骤：
A. 让调节器参数积分系数I=0，实际微分系数D=0，控制系统投入
闭环运行，由小到大改变比例系数P，让扰动信号作阶跃变化，观
最大偏差：即第一个波的峰值，如图中A，有时也用超调量表示被 调参数的偏离程度。
过渡时间：从干扰发生起到被调参数又建立新的平衡状态这段时间
震荡周期：过渡过程从第一个波峰到第二个波峰的时间
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衡量一个PID控制的好坏，主要看在外界干扰产生后，被控量 偏离给定值的情况，假如偏离之后能很快的平稳的恢复到给定值， 就认为是好的。通常图1中所示的过渡过程是最好的，并以此作为 衡量PID控制系统的质量指标。
PID口诀中“理想曲线两个波，前高后低4比1”，指的就是图1 这样的曲线，也就是过渡过程震荡两次就能稳定下来，并且震荡两 次后有约近于4：1的衰减比，它被认为是最好的过渡向作用
PID正向作用
控制动作的形式为，MV随PV的增加而减小，或者 MV随PV的减小而增加，这种控制动作称为反向作用。
到找到满意的比例系数P和积分系数I为止。
D. 引入适当的实际微分系数D，此时可适当增大比例系数P和积分
系数I。和前述步骤相同，微分时间的整定也需反复调整，直到控
制过程满意为止。
PID参数是根据控制对象的惯量来确定的。大惯量如：大烘房
的温度控制，一般P可在10以上，I=3-10，D=1左右。小惯量如：一