pid參數調節(jié)原理和整定方法

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1、PID參數調節(jié)原理和整定方法總貌PID控制概述P比例調節(jié)I積分調節(jié)D微分調節(jié)什么樣的PID參數為最佳CS3000系統PID參數整定方法FOXBRO系統PID參數整定方法總結PID控制概述什么是PID控制?它是比例、積分和微分控制的簡稱：Proportional-Integral-DifferentialController反饋控制－根據偏差進行的控制PID調節(jié)器閥門被控對象測量變送器設定值偏差P比例調節(jié)P：比例調節(jié)在P調節(jié)中，調節(jié)器的輸出信號u與偏差信號e成比例，即u=Kce（kc稱為比例增益）但

2、在實際控制中習慣用增益的倒數表示δ=1/kc(δ稱為比例帶)不同的DCS使用不同的參數作為P的調節(jié)參數，以CS3000為例，選用δ比例帶為調節(jié)參數，單位％。可以理解為：若測量儀表的量程為100℃則δ＝50%就表示被調量需要變化50℃才能使調節(jié)閥從全關到全開。δ值越大，作用越弱，δ值越小，作用越強。實質上是表示調節(jié)閥開度的百分比與被調量偏差變化的百分比的比值。？P比例調節(jié)（a）δ越大調節(jié)閥的動作幅度小，變化平穩(wěn)，甚至無超調，但余差大，調節(jié)時間長。（b）δ減小調節(jié)閥動作幅度加大，被調量來回波動，余差減

3、小。（c）δ進一步減小被調量波動加劇（d）δ為臨界被調量等幅振蕩波動（e）δ小于臨界被調量法散振蕩P比例調節(jié)P比例調節(jié)特點比例調節(jié)反應速度快，輸出與輸入同步，沒有時間滯后，其動態(tài)特性好。比例調節(jié)的結果不能使被調參數完全回到給定值，而產生余差。P的一般選取范圍壓力調節(jié)：30~70%流量調節(jié)：60~300%液位調節(jié)：40~100%溫度調節(jié)：40~80%I積分調節(jié)I：積分調節(jié)一般用于控制系統的準確性，消除余差。對于同一偏差信號，積分常數越大，表示積分調節(jié)作用越強；積分常數就表示了積分作用的大小。積分常數

4、的倒數叫積分時間，用TI表示。不同的DCS使用不同的參數作為I的調節(jié)參數，以CS3000為例，選用積分時間為調節(jié)參數，單位：s。可以理解為：值越大，作用越弱。一般不單獨使用純積分調節(jié)器I積分調節(jié)只要偏差不為零，控制輸出就不為零，它就要動作到把被調量的靜差完全消除為止，積分調節(jié)的特性就是無差調節(jié)。積分速度大，調節(jié)閥的速度加快，但系統的穩(wěn)定性降低，當積分速度大到超過某一臨界值時，整個系統變?yōu)椴环€(wěn)定。I積分調節(jié)積分速度對調節(jié)過程的影響增大積分速度調節(jié)閥的速度加快，但系統穩(wěn)定性降低當積分速度達到并超過臨界

5、值時，整個系統變?yōu)椴环€(wěn)定，發(fā)散震蕩過程。減小積分速度調節(jié)閥的速度減慢，系統穩(wěn)定性增加，但調節(jié)速度變慢無論增大還是減小積分速度，被調量最后都沒有余差。I積分調節(jié)比例調節(jié)和積分調節(jié)的比較：積分調節(jié)可以消除靜差。但對比例調節(jié)來說，當被調參數突然出現較大的偏差時，調節(jié)器能立即按比例地把調節(jié)閥的開度開得很大，但積分調節(jié)器就做不到這一點，它需要一定的時間才能將調節(jié)閥的開度開大或減小，因此，積分調節(jié)會使調節(jié)過程非常緩慢?？傊?，比例調節(jié)能及時進行調節(jié)，積分調節(jié)可以消除靜差。但它的輸出有段積累過程，過渡過程進行的十

6、分緩慢，如果系統干擾作用頻繁，更顯得十分乏力，單獨的積分調節(jié)系統較罕見，它作為一種輔助調節(jié)規(guī)律與比例調節(jié)一起組成比例積分調節(jié)規(guī)律。P與I調節(jié)過程的比較PI調節(jié)比例積分調節(jié)(PI調節(jié))積分調節(jié)可以消除靜差,但有滯后現象，比例調節(jié)沒有滯后現象，但存在靜差。PI調節(jié)就是綜合P、I兩種調節(jié)的優(yōu)點，利用P調節(jié)快速抵消干擾的影響，同時利用I調節(jié)消除殘差。一般在P調節(jié)的基礎上增加I調節(jié)需適當減少比例作用，增大比例度D微分調節(jié)D：微分調節(jié)微分調節(jié)一般只與偏差的變化成比例，偏差變化越劇烈，調節(jié)輸出作用越強。從而及時

7、抑制偏差增長，提高系統穩(wěn)定性。微分調節(jié)主要用于調節(jié)對象有大的傳遞滯后和容量滯后。（例如溫度與大容量液位）微分一般用微分時間表示，單位S，用TD表示。在實際使用過程中，值越大作用越強。要注意，微分調節(jié)器不能單獨作用，必須配合使用，并且微分調節(jié)無法消除余差，只對偏差變化速度有反應，與偏差大小無關。純P作用下的階躍響應純P調節(jié)為有差調節(jié)比例作用越強，穩(wěn)態(tài)誤差越小，響應快，但超調大PI作用下的階躍響應引入積分，消除了余差積分作用越強，響應速度越快，超調大，振蕩加劇PI作用下的階躍響應在同樣積分作用下，減小

8、比例作用，可增加系統穩(wěn)定。PD作用下的階躍響應引入微分項，提高了響應速度，增加了系統的穩(wěn)定性，但不能消除系統余差PD作用下的階躍響應相同比例作用情況下，微分作用越強，響應速度越快，系統越穩(wěn)定PID作用下的階躍響應PD的基礎上引入積分項，就能達到理想的性能指標，針對不同的調節(jié)回路，需要的指標不一樣，因此引入的調節(jié)參數也就不一樣。PID參數的工程整定法動態(tài)特性參數法穩(wěn)定邊界法衰減曲線法經驗法實際生產過程中，不可能讓生產工藝產生較大波動，以上方法不通用也不實際，故本文主要對經驗法詳細介紹