PID参数整定快速入门

ID:75926 · 发表于 2015-4-10 18:42

PID调节器参数整定方法很多，常见的工程整定方法有临界比例度法、衰减曲线法和经验法。云润仪表以图文形式分别介绍调节器参数整定方法。临界比例度法
一个调节系统，在阶跃干扰作用下，出现既不发散也不衰减的等幅震荡过程，此过程成为等幅振荡过程，如下图所示。此时调节器的比例度为临界比例度δk，被调参数的工作周期为为临界周期Tk。

临界比例度法整定PID参数步骤
1、将调节器积分时间设定为无穷大、微分时间设定为零（即Ti＝∞，Td＝0），比例度适当取值，调节系统按纯比例作用投入。稳定后，适当减小比例度，在外界干扰作用下，观察过程变化情况，寻取系统等幅振荡临界状态，得到临界参数。

2、根据临界比例度δk和为临界周期Tk，按下表计算出调节器参数整定值
临界比例度法PID参数整定经验公式

调节规律	调节器参数
调节规律	比例度δ，单位：％	积分时间Ti，单位：min	微分时间Td，单位：min
P	2×δk	---	---
PI	2.2×δk	0.85×Tk	---
PID	1.7×δk	0.5×Tk	0.125×Tk

3、将计算所得的调节器参数输入调节器后再次运行调节系统，观察过程变化情况。多数情况下系统均能稳定运行状态，如果还未达到理想控制状态，进需要对参数微调即可。

衰减曲线法
衰减曲线法整定调节器参数通常会按照4：1和10：1两种衰减方式进行，两种方法操作步骤相同，但分别适用于不同工况的调节器参数整定。

4：1衰减曲线法整定调节器参数
纯比例度作用下的自动调节系统，在比例度逐渐减小时，出现4：1衰减振荡过程，此时比例度为4：1衰减比例度δs，两个相邻同向波峰之间的距离为4:1衰减操作周期TS，如下图所示

4：1衰减曲线法整定PID参数步骤如下：
1、将调节器积分时间设定为无穷大、微分时间设定为零（即Ti＝∞，Td＝0），比例度适当取值，调节系统按纯比例作用投入。系统稳定后，逐步减小比例度，根据工艺操作的许可程度加2％-3％的干扰，观察调节过程变化情况，直到调节过程变化达到规定的4：1衰减比为止，得到4：1衰减情况下的比例度δs和衰减操作周期TS。
2、根据δs和Ts值按以下公式计算出调节器整定参数
4：1衰减曲线法PID参数整定经验公式

调节规律	调节器参数
调节规律	比例度δ，单位：％	积分时间Ti，单位：min	微分时间Td，单位：min
P	δs	---	---
PI	0.2×δs	0.5×Ts	---
PID	0.8×δs	0.3×Ts	0.1×Ts

3、将比例度放在比计算值略大的数值上，逐步引入积分和微分作用。
4、将比例度降至计算值上，观察运行，适当调整。

10：1衰减曲线法整定调节器参数
在部分调节系统中，由于采用4：1衰减比仍嫌振荡比较厉害，则可采用10：1的衰减过程，如下图所示。这种情况下由于衰减太快，要测量操作周期比较困难，但可测取从施加干扰开始至第一个波峰飞升时间Tr。

10：1衰减曲线法整定调节参数步骤和4：1衰减曲线法完全一致，仅采用的整定参数和经验公式不同。
10：1衰减曲线法PID参数整定经验公式

调节规律	调节器参数
调节规律	比例度δ，单位：％	积分时间Ti，单位：min	微分时间Td，单位：min
P	δss	---	---
PI	1.2×δss	2×Tr	---
PID	0.8×δss	1.2×Tr	0.4×Tr

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