电子送经控制系统的PID参数整定方法的研究

在常用的控制中，不但对控制的稳定程度有要求，对动态指标也有要求，都要求负载发生变化或调节器给定值调整等引起控制变化后，控制系统能够快速恢复到稳定状态。

本文详实阐述了三个参数之间的关系和相互之间的影响，为现场快速调整提供了依据。

三个参数分别代表比例、积分、微分，PID控制的重点不是怎样编制控制程序，而是在于怎样确定的参数，参数确定的难点是能够正确地理解各参数的物理含义。

控制机制上，比例越大调节速度就越迟钝，反之就灵敏，偏差越大调节作用越强。

积分越小就趋向灵敏，偏差存在的时间越久积分调节作用越大。

微分主要是补偿控制滞后的问题，微分数值越大调节作用越强烈，偏差变化速率越大微分调节作用越强。

实际上，一般的控制是针对温度的，流量整定用比例就行，液位用比例加积分，温度要用以上三者来综合调整。

1、的适用范围传统的控制方法是运用PID调节参数控制，它适用在液位、流量、压力、温度等的现场控制。

在不同形式的控制现场，只是PID设置参数值的不同，只要参数设置得当大多可以达到很好的控制效果(控制效果取决于PID调节器的控制算法和参数，在多数工况下，控制算法的作用更加明显)。

PID参数整定，特别是在现场，需要冷静的观察与PID参数整定口诀结合，多次实践后定会有所提高。

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2、PID参数的意义和作用指标分析①比例定义与作用在实际控制中，输出的大小与误差的大小成正比关系，当误差占整体量程的百分比达到P值时，比例作用的输出为100%，这时的P就定义为比例带参数。

②比例控制在实际工作中，有经验的师傅在手动控制加热炉的炉温时，往往可以获得非常好的控制效果，PID控制与人工控制在方法原理上基本相同。

例如，操作人员用比例控制的思维进行手动控制电加热炉的炉温，操作人员事先知道炉温稳定在给定值时，控制电位器所处的位置角度（我们将它称为位置S），并且会根据当时的温度误差值去调整电位器的旋转角度，从而控制加热电流强度。

摘要：工业生产的不断发展，对过程控制提出了新的挑战，对控制系统的性能也提出了更高的要求。

一个控制系统是否处于最优整定状态，其主要的影响因素是调节器的参数是否处于最优状态。

在工业过程控制中，对于连续系统，目前采用最多的控制方式依然是PID方式，因此对于PID控制器参数的确定十分关键。

本文简要介绍了PID控制器的参数整定方法。

关键字：PID控制器参数整定方法绪论引言：PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元P、积分单元I 和微分单元 D 组成。

通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。

PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。

PID 控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。

这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。

和其他简单的控制运算不同，PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值，这样可以使系统更加准确，更加稳定。

可以通过数学的方法证明，在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下，一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。

比例- 来控制当前，误差值和一个负常数P（表示比例）相乘，然后和预定的值相加。

P只是在控制器的输出和系统的误差成比例的时候成立。

这种控制器输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系。

积分 - 来控制过去，误差值是过去一段时间的误差和，然后乘以一个负常数I，然后和预定值相加。

I从过去的平均误差值来找到系统的输出结果和预定值的平均误差。

一个简单的比例系统会振荡，会在预定值的附近来回变化，因为系统无法消除多余的纠正。

通过加上一个负的平均误差比例值，平均的系统误差值就会总是减少。

所以，最终这个PID回路系统会在预定值定下来。

导数 - 来控制将来，计算误差的一阶导，并和一个负常数D相乘，最后和预定值相加。

这个导数的控制会对系统的改变作出反应。

导数的结果越大，那么控制系统就对输出结果作出更快速的反应。

PID参数自整定方法在电力机车微机控制柜中的应用研究的开题报告标题：PID参数自整定方法在电力机车微机控制柜中的应用研究研究背景：PID控制是一种常用的控制方式，应用范围广泛。

在电力机车微机控制系统中，PID控制用于控制电机速度、制动力、牵引力等参数。

PID参数的正确设定对于控制系统的性能至关重要。

传统的PID参数设定方法通常是靠经验或试错法，这种方法可能导致系统响应慢或者过冲，从而降低控制系统的性能。

研究内容：本研究旨在研究PID参数自整定方法在电力机车微机控制柜中的应用。

具体研究内容包括：1. 分析电力机车微机控制柜中PID控制的重要性和应用现状。

2. 研究PID参数自整定的方法，了解不同算法的优缺点。

3. 在电力机车微机控制柜中应用PID参数自整定方法，实现对电机速度、制动力、牵引力等参数的精准控制。

4. 实验验证PID参数自整定方法的有效性，比较传统的PID控制方法和自整定方法的性能优劣。

研究意义：通过在电力机车微机控制柜中应用PID参数自整定方法，可以提高控制系统的响应速度和精度，降低能耗和运行成本。

同时，该方法也可以为其他控制系统的优化提供一定的参考和借鉴。

研究方法：本研究采用实验研究方法，通过搭建电力机车微机控制柜实验平台，对比分析传统的PID控制方法和自整定方法的性能差异。

其中，实验中将采用MATLAB/Simulink 进行控制算法设计和仿真分析。

研究进度：目前，已完成了文献调研和控制算法设计的初步阶段工作。

接下来，将进行实验平台的搭建和实验验证等工作。

关键词：PID控制，参数自整定，电力机车，微机控制柜。

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。

浙江大学硕士学位论文PID控制器参数整定方法及其应用研究姓名：曹刚申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：褚健;苏宏业20040301蛳江大学硕ｌ：学位避文摘要随着工业生产的发展，于２０世纪３０年代，美国开始使用ＰＩＤ调节嚣，它比赢接作用式调节器具有更好的控制效果。

因而很快得到了工业界的认可。

至今，在所有生产过程控制中，大部分的回路仍采用结构简单、鲁棒性强的ＰＩＤ控制或改进型ＰＩＤ控制策略。

ＰＩＤ控制作为一种经典的控制方法，几乎遍及了整个工业自动化领域，是实际工业生产过程正常运行的基本保证；控制器的性能直接关系刘生产过程的平稳高教运行蛆及产品的最终质量，因此控制系统的设计主要体现在控制器参数的熬定上。

随着计算机技术的飞跃发展和人工智能技术渗透到自动控制领域，ｉ醺年来出现了各种实用的ＰＩＤ控制器参数接定方法。

ＰＩＤ控制算法作为最通用的控制方法，对它的参数整定有许多方法；对于不同的控稍要求、不问的系统先验知识，考虑用不同的方法：这些算法既要考虑到收敛往、宣观、简荜易沼，还要综合负载干扰、过稷变化的影响，并能根据尽可能少盼信息和计算鬟，给密较好的络采。

论文在较为全面魏对ＰＩＤ控稍器参数自整定方法的现状分析研究的基础上，针对基予继电器菠镄鞠最小＝乘的旮攘定方法戳及萁疯角的可行往进行了相关的矫究，主耍静工释帮结栗概括如下：为壳￡琵一自由度ＰＩＤ控制器无法滚联舀称跟踪帮矫挠孪率箭的缺点，结合二自洳度控截器翡结梅帮蓥予辐毽最俊纯赫控制器参数整定方法，舞逶过分析得至《控制器参数求解公式，实现了二鸯出发ＰＩＤ控制器参数整定秘二螽出度ＰＩ控锖§器参数整定。

与豢授控割方法楣魄，该方法褥列静控粼器獒毒更好静潮环稚应褴能，劳且由于二鑫壹度系数鲍半爨定瞧，在整定ＰＩＤ控制器参数之蓠就霹激确定，因此，慰控制嚣参数的求鼹难度无影响。

针对～类一除大时涝不稳定姆魏慰象，普避鲶ＰＩＤ控制器缓鼹滤延要求，甚至不能实现系统的稳定。

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02级毕业论文开题报告
电子工程系电子信息工程专业
毕业论文题目PID控制系统参数自整定技术研究
学生姓名X 冕
班级02041206
指导教师俞子荣
日期2006年2 月26日
南昌航空工业学院
图一：软件模块图
四、目标、主要特色及工作进度
●目标
以温度控制为对象，设计一套对PID参数整定进行研究的装置，采用扩充阶跃响应曲线法测试被控对象的阶跃响应曲线，从阶跃响应曲线估算所需的PID参数。

●主要特色
用单片机与电子线路技术设计一个对温度控制器进行PID参数整定研究的测试、分析系统。

该系统具有①温度测量、功率输出等功能；②温度的测量X围为0～100℃；③系统具有RS–485或RS–232接口功能，测试数据随时送入系统机保存；④系统机软件可对测试数据进行分析与PID参数的整定计算。

●工作进度
01～03周：查找资料、论证方案、英文资料翻译、撰写开题报告。

三种先进PID控制参数整定方法研究的开题报告一、研究背景PID控制器是工业控制中最常见的控制算法之一，它可以通过控制设备的输出来使工艺变量的输出趋向于设定值。

根据不同的控制对象和控制环境，PID控制器需要设置不同的参数来达到最优的控制效果。

然而，传统的手动调节PID控制参数的方法效率低下，易受到操作者经验和主观因素的影响。

因此，需要探索一些先进的PID控制参数整定方法。

二、研究目的和意义本研究旨在探索三种先进PID控制参数整定方法，在工业实践中控制效果显著，可以提高生产效率和工业安全性。

此外，研究结果将为后续研究提供参考，为制定更科学的PID控制参数整定方法提供依据。

三、研究内容和方法本研究主要包括三个内容：1.基于MATLAB的频域设计法：这种方法通过对控制对象建立数学模型，使用MATLAB仿真进行频域设计和参数计算，以优化PID控制器的性能。

2.基于模糊PID控制器：这种方法使用模糊控制器融合模糊逻辑与PID算法，通过对系统进行模糊化处理来消除传统PID控制中的死区和过冲，从而实现更优的控制效果。

3.基于改进遗传算法的PID控制器：这种方法通过改进遗传算法，对PID控制器参数进行优化，使其适应不同的控制环境和控制对象。

同时，该方法可以自适应的调整参数，使控制器更加稳定、可靠和自适应。

四、预期研究结果和意义通过对三种先进PID控制参数整定方法的研究和比较，可以找到一种更加优秀的PID控制器参数整定方法，提高控制效果并降低成本、人力和精力的浪费。

此外，本研究也可作为PID控制领域学术研究的参考和启发，为控制工程领域的研究提供科学的PID控制算法和创新思路。

PID控制器参数整定技术研究与优化设计共3篇PID控制器参数整定技术研究与优化设计1PID控制器是自动控制领域中广泛使用的一种控制方式。

其原理是通过对系统的误差进行实时测量，来调节系统的控制参数，从而使系统保持稳定的状态。

而PID控制器参数整定技术则是指如何合理地选择PID控制器的参数，以满足系统的要求。

PID控制器的控制参数包括：比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td。

其中，比例系数Kp是控制器的最基本参数，它直接决定着控制器的响应速度；积分时间Ti是指对误差进行积分的时间，如果Ti太小，会导致控制器的输出过大，造成震荡；如果Ti太大，则会使控制器的响应速度变慢；微分时间Td是指对误差进行微分的时间，如果Td太小，则会对噪声过度敏感，从而导致控制器的输出波动过大；如果Td太大，会使控制器的反应变得迟钝。

因此，PID控制器参数整定技术需要根据实际应用中的控制对象和要求进行调整和优化。

在进行参数整定之前，需要对控制对象进行建模，从而识别系统的类型和特性，然后根据模型来选择合适的参数。

一般来说，参数选择的顺序是先确定比例系数Kp，再确定积分时间Ti，最后确定微分时间Td。

简单来说，参数整定技术的目标是使系统达到最佳的控制效果，同时保持稳定的状态。

为了实现这个目标，现有的方法主要有试验法、经验法和优化法等。

试验法是通过不断试探不同的参数值来寻找最佳的控制效果。

这种方法的优点是简单易行，但是需要大量的实验数据来支持参数的调整，并且可能会导致控制系统不稳定。

经验法是基于控制系统的特性和经验知识来选择参数值。

这种方法的优点是可以通过经验知识来指导参数选择，但是由于经验是不确定的，所以无法保证最优性。

优化法是通过数学方法来寻找最佳的参数组合。

这种方法的优点是可以确保参数的最优性，但是需要对系统进行精确的建模，需要较高的计算能力和计算时间。

除了以上三种方法外，还有一些新的方法正在不断的研究和开发中，例如基于人工智能的方法，可以通过机器学习等技术来识别系统特征并进行参数选择。