為什么要整定pid參數(shù)具體方法(常用的PID參數(shù)整定方法)
1.常用的PID參數(shù)整定方法有哪些
確定控制器參數(shù)
數(shù)字PID控制器控制參數(shù)的選擇，可按連續(xù)-時(shí)間PID參數(shù)整定方法進(jìn)行。
在選擇數(shù)字PID參數(shù)之前，首先應(yīng)該確定控制器結(jié)構(gòu)。對(duì)允許有靜差（或穩(wěn)態(tài)誤差）的系統(tǒng)，可以適當(dāng)選擇P或PD控制器，使穩(wěn)態(tài)誤差在允許的范圍內(nèi)。對(duì)必須消除穩(wěn)態(tài)誤差的系統(tǒng)，應(yīng)選擇包含積分控制的PI或PID控制器。一般來(lái)說(shuō)，PI、PID和P控制器應(yīng)用較多。對(duì)于有滯后的對(duì)象，往往都加入微分控制。
選擇參數(shù)
控制器結(jié)構(gòu)確定后，即可開始選擇參數(shù)。參數(shù)的選擇，要根據(jù)受控對(duì)象的具體特性和對(duì)控制系統(tǒng)的性能要求進(jìn)行。工程上，一般要求整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的，對(duì)給定量的變化能迅速響應(yīng)并平滑跟蹤，超調(diào)量??；在不同干擾作用下，能保證被控量在給定值；當(dāng)環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)能保持穩(wěn)定，等等。這些要求，對(duì)控制系統(tǒng)自身性能來(lái)說(shuō)，有些是矛盾的。我們必須滿足主要的方面的要求，兼顧其他方面，適當(dāng)?shù)卣壑蕴幚怼?/p>
PID控制器的參數(shù)整定，可以不依賴于受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型。工程上，PID控制器的參數(shù)常常是通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，通過(guò)試湊，或者通過(guò)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定。
常用的方法，采樣周期選擇，
實(shí)驗(yàn)湊試法
實(shí)驗(yàn)湊試法是通過(guò)閉環(huán)運(yùn)行或模擬，觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，然后根據(jù)各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響，反復(fù)湊試參數(shù)，直至出現(xiàn)滿意的響應(yīng)，從而確定PID控制參數(shù)。
整定步驟
實(shí)驗(yàn)湊試法的整定步驟為"先比例，再積分，最后微分"。
(1)整定比例控制
將比例控制作用由小變到大，觀察各次響應(yīng)，直至得到反應(yīng)快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。
(2)整定積分環(huán)節(jié)
若在比例控制下穩(wěn)態(tài)誤差不能滿足要求，需加入積分控制。
先將步驟（1）中選擇的比例系數(shù)減小為原來(lái)的50~80%，再將積分時(shí)間置一個(gè)較大值，觀測(cè)響應(yīng)曲線。然后減小積分時(shí)間，加大積分作用，并相應(yīng)調(diào)整比例系數(shù)，反復(fù)試湊至得到較滿意的響應(yīng)，確定比例和積分的參數(shù)。
(3)整定微分環(huán)節(jié)
若經(jīng)過(guò)步驟（2）,PI控制只能消除穩(wěn)態(tài)誤差，而動(dòng)態(tài)過(guò)程不能令人滿意，則應(yīng)加入微分控制，構(gòu)成PID控制。
先置微分時(shí)間TD=0，逐漸加大TD，同時(shí)相應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時(shí)間，反復(fù)試湊至獲得滿意的控制效果和PID控制參數(shù)。
實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)法
擴(kuò)充臨界比例度法
實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)法調(diào)整PID參數(shù)的方法中較常用的是擴(kuò)充臨界比例度法，其最大的優(yōu)點(diǎn)是，參數(shù)的整定不依賴受控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，直接在現(xiàn)場(chǎng)整定、簡(jiǎn)單易行。
擴(kuò)充比例度法適用于有自平衡特性的受控對(duì)象，是對(duì)連續(xù)-時(shí)間PID控制器參數(shù)整定的臨界比例度法的擴(kuò)充。
整定步驟
擴(kuò)充比例度法整定數(shù)字PID控制器參數(shù)的步驟是：
(1)預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期TS。一般說(shuō)TS應(yīng)小于受控對(duì)象純延遲時(shí)間的十分之一。
(2)用選定的TS使系統(tǒng)工作。這時(shí)去掉積分作用和微分作用，將控制選擇為純比例控制器，構(gòu)成閉環(huán)運(yùn)行。逐漸減小比例度，即加大比例放大系數(shù)KP，直至系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍信號(hào)的響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩（穩(wěn)定邊緣），將這時(shí)的比例放大系數(shù)記為Kr，臨界振蕩周期記為Tr。
(3)選擇控制度。
控制度，就是以連續(xù)-時(shí)間PID控制器為基準(zhǔn)，將數(shù)字PID控制效果與之相比較。
通常采用誤差平方積分
作為控制效果的評(píng)價(jià)函數(shù)。
定義控制度
(3-25)
采樣周期TS的長(zhǎng)短會(huì)影響采樣-數(shù)據(jù)控制系統(tǒng) 的品質(zhì)，同樣是最佳整定，采樣-數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)要低于連續(xù)-時(shí)間控制系統(tǒng)。因而，控制度總是大于1的，而且控制度越大，相應(yīng)的采樣-數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的品質(zhì)越差。控制度的選擇要從所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的控制品質(zhì)要求出發(fā)。
(4) 查表確定參數(shù)。根據(jù)所選擇的控制度，查表3一2，得出數(shù)字PID中相應(yīng)的參數(shù)TS,KP,TI和TD。
(5)運(yùn)行與修正。將求得的各參數(shù)值加入PID控制器，閉環(huán)運(yùn)行，觀察控制效果，并作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以獲得比較滿意的效果。
2.pid控制器參數(shù)整定方法有哪些
參數(shù)需要實(shí)測(cè)
PID調(diào)試一般原則
在輸出不振蕩時(shí)，增大比例增益P。 在輸出不振蕩時(shí)，減小積分時(shí)間常數(shù)Ti。 在輸出不振蕩時(shí)，增大微分時(shí)間常數(shù)Td。
一般步驟
a.確定比例增益P
確定比例增益P 時(shí)，首先去掉PID的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，一般是令Ti=0、Td=0（具體見PID的參數(shù)設(shè)定說(shuō)明），使PID為純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許的最大值的60%~70%，由0逐漸加大比例增益P，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過(guò)來(lái)，從此時(shí)的比例增益P逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失，記錄此時(shí)的比例增益P，設(shè)定PID的比例增益P為當(dāng)前值的60%~70%。比例增益P調(diào)試完成。
b.確定積分時(shí)間常數(shù)Ti
比例增益P確定后，設(shè)定一個(gè)較大的積分時(shí)間常數(shù)Ti的初值，然后逐漸減小Ti，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，之后在反過(guò)來(lái)，逐漸加大Ti，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的Ti，設(shè)定PID的積分時(shí)間常數(shù)Ti為當(dāng)前值的150%~180%。積分時(shí)間常數(shù)Ti調(diào)試完成。
c.確定積分時(shí)間常數(shù)Td
積分時(shí)間常數(shù)Td一般不用設(shè)定，為0即可。若要設(shè)定，與確定 P和Ti的方法相同，取不振蕩時(shí)的30%。
d.系統(tǒng)空載、帶載聯(lián)調(diào)，再對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，直至滿足要求。
3.pid有幾種整定方法,及其整定過(guò)程
1. 臨界比例度法
先在純比例作用下（把積分時(shí)間放到最大，微分時(shí)間放到零），在閉合的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，從大到小地逐漸地改變調(diào)節(jié)器的比例度，就會(huì)得到一個(gè)臨界振蕩過(guò)程。這時(shí)的比例度叫臨界比例度δk，周期為臨界振蕩周期Tk。記下δk和Tk，然后按經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定調(diào)節(jié)器的各參數(shù)值。
2. 衰減曲線法
臨界比例度法是要系統(tǒng)等幅振蕩，還要多次試湊，而用衰減曲線法較簡(jiǎn)單，一般又有兩種方法。
1)4:1衰減曲線法
使系統(tǒng)處于純比例作用下，在達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，用改變給定值的辦法加入階躍干擾，觀察記錄曲線的衰減比，然后逐漸從大到小改變比例度，使出現(xiàn)4:1的衰減比為止。記下此時(shí)的比例度δs和振蕩周期Ts。再按經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定PID數(shù)值。
2)10:1衰減曲線法
有的過(guò)程，4:1衰減仍嫌振蕩過(guò)強(qiáng)，可采用10:1衰減曲線法。方法同上，得到10:1衰減曲線，記下此時(shí)的比例度δ's和上升時(shí)間T's，再按經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定PID的數(shù)值。
3. 經(jīng)驗(yàn)試湊法
1）根據(jù)不同調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點(diǎn)，先把P、I、D各參數(shù)放在基本合適的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值上，這些數(shù)值是由大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得來(lái)的（按4:1衰減）。
2）看曲線，調(diào)參數(shù)，根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，看曲線的形狀，直接在閉合的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中逐步反復(fù)試湊，一直得到滿意數(shù)據(jù)。
4. 軟件自動(dòng)整定法（以ControlSoft的INTUNE軟件為例）
1）在自動(dòng)或手動(dòng)模式下對(duì)回路引入一個(gè)階躍測(cè)試；
2）軟件自動(dòng)收集過(guò)程數(shù)據(jù)，運(yùn)用專家系統(tǒng)加以分析，并建立數(shù)學(xué)模型；
3）使用建立的學(xué)模型自動(dòng)計(jì)算出魯棒的PID參數(shù)。
目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的方法是經(jīng)驗(yàn)試湊法，但需要工程師的經(jīng)驗(yàn)。
而國(guó)外應(yīng)用最為廣泛的方法是軟件自動(dòng)整定法，方便、快捷、可靠。
4.pid參數(shù)整定中的常用方法
PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類：
一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過(guò)工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。
二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。
PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。
現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。
利用該方法進(jìn)行PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：（1）首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；（2）僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；（3）在一定的控制度下通過(guò)公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。
PID參數(shù)的設(shè)定：是靠經(jīng)驗(yàn)及工藝的熟悉，參考測(cè)量值跟蹤與設(shè)定值曲線，從而調(diào)整P\I\D的大小。
PID控制器參數(shù)的工程整定，各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下可參照：
溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
壓力P: P=30~70%,T=24~180s,
液位L: P=20~80%,T=60~300s,
流量L: P=40~100%,T=6~60s。
常用口訣：
參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查
先是比例后積分，最后再把微分加
曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大
曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳
曲線偏離回復(fù)慢，積分時(shí)間往下降
曲線波動(dòng)周期長(zhǎng)，積分時(shí)間再加長(zhǎng)
曲線振蕩頻率快，先把微分降下來(lái)
動(dòng)差大來(lái)波動(dòng)慢。微分時(shí)間應(yīng)加長(zhǎng)
理想曲線兩個(gè)波，前高后低4比1
一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會(huì)低
5.簡(jiǎn)述PID控制器參數(shù)整定的方法
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PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類：
一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過(guò)工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。
二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。
PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。
現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。
利用該方法進(jìn)行PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：（1）首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；（2）僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；（3）在一定的控制度下通過(guò)公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。
PID參數(shù)的設(shè)定：是靠經(jīng)驗(yàn)及工藝的熟悉，參考測(cè)量值跟蹤與設(shè)定值曲線，從而調(diào)整P\I\D的大小。
PID控制器參數(shù)的工程整定，各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下可參照：
溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
壓力P: P=30~70%,T=24~180s,
液位L: P=20~80%,T=60~300s,
流量L: P=40~100%,T=6~60s。
常用口訣：
參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查
先是比例后積分，最后再把微分加
曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大
曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳
曲線偏離回復(fù)慢，積分時(shí)間往下降
曲線波動(dòng)周期長(zhǎng)，積分時(shí)間再加長(zhǎng)
曲線振蕩頻率快，先把微分降下來(lái)
動(dòng)差大來(lái)波動(dòng)慢。微分時(shí)間應(yīng)加長(zhǎng)
理想曲線兩個(gè)波，前高后低4比1
一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會(huì)低
6.什么是PID參數(shù)整定,如何規(guī)定PID參數(shù)規(guī)劃整定方法
PID控制器參數(shù)的整定，是自動(dòng)控制系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個(gè)問(wèn)題。
在控制方案已經(jīng)確定，儀表及控制閥等已經(jīng)選定并已裝好之后，控制對(duì)象的特性也就確定了，控制系統(tǒng)的品質(zhì)就主要決定于PID控制器參數(shù)的整定。因此，PID控制器參數(shù)整定的任務(wù)，就是對(duì)已選定的控制系統(tǒng)，求得最好的控制質(zhì)量時(shí)PID控制器的參數(shù)值，即所謂求取PID控制器的最佳值，具體講就是確定最合適的比例度、積分時(shí)間和微分時(shí)間。
PID參數(shù)的整定方法主要有四種：1. 臨界比例度法2. 衰減曲線法3. 經(jīng)驗(yàn)試湊法4. 軟件自動(dòng)整定法目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的方法是經(jīng)驗(yàn)試湊法，沒有成本，但需要工程師豐富的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)；而國(guó)外應(yīng)用最為廣泛的方法是軟件自動(dòng)整定法，比便、快捷、可靠。
7.PID參數(shù)整定方法,各自優(yōu)缺點(diǎn),哪些方法比較適用于工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)
PID調(diào)節(jié)的親身體驗(yàn)
核心一句話：PID調(diào)節(jié)的過(guò)程，是機(jī)器對(duì)合理調(diào)節(jié)值的猜測(cè)。
一：樸素的猜測(cè)過(guò)程
猜測(cè)的過(guò)程，其實(shí)就是大了調(diào)小，小了調(diào)大，最簡(jiǎn)單的方法就是以回定的步進(jìn)量累加或減少。
這個(gè)樸素的過(guò)程，在天津最早工程中使用過(guò)。 If（目標(biāo)值>反饋值） 調(diào)節(jié)量 += 單次增量； If（目標(biāo)值二：高效的猜測(cè)過(guò)程
高效的猜測(cè)過(guò)程，是來(lái)自于親身體驗(yàn)，并加以恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)歸納，從而達(dá)到一般性科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，而不只是對(duì)別人公式的傳承。
無(wú)論如何被“科學(xué)化”修飾，仍就無(wú)法掩蓋其猜測(cè)的本質(zhì)。
1 目標(biāo)值與反饋值差值越大，單次調(diào)節(jié)增量越大（比例調(diào)節(jié)），猜的更快了！ 調(diào)節(jié)量1 += 比例系數(shù)X（目標(biāo)值-反饋值）；
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2 累積偏差越大，單次調(diào)節(jié)量越大（積分調(diào)節(jié)），猜的平穩(wěn)了！ 調(diào)節(jié)量2 += 積分系數(shù)X∑（目標(biāo)值-反饋值）；
3 引入偏差趨勢(shì)判斷，猜的有預(yù)測(cè)性！ 調(diào)節(jié)量3 += 微分系數(shù)X（上次偏差-本次偏差）；
4 高效的猜測(cè)過(guò)程是對(duì)三種猜測(cè)方式的綜合使用，或許還可以有第四種。 調(diào)節(jié)量=調(diào)節(jié)量1+調(diào)節(jié)量2+調(diào)節(jié)量3
三：親身體驗(yàn)，是創(chuàng)造性的根源
詳細(xì)的可以問(wèn)我
