PID控制算法及参数设定
PID控制器
工业生产过程中，对于生产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量常常要求维持在一定的数值上，或按一定的规律变化，以满足生产工艺的要求。PID控制器是根据PID控制原理对整个控制系统进行偏差调节，从而使被控变量的实际值与工艺要求的预定值一致。不同的控制规律适用于不同的生产过程，必须合理选择相应的控制规律，否则PID控制器将达不到预期的控制效果。
PID控制器
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。
反馈回路基础
一个控制回路包括三个部分：
系统的传感器得到的测量结果控制器作出决定通过一个输出设备来作出反应控制器从传感器得到测量结果，然后用需求结果减去测量结果来得到误差。然后用误差来计算出一个对系统的纠正值来作为输入结果，这样系统就可以从它的输出结果中消除误差。
在一个PID
比如说，假如一个水箱在为一个植物提供水，这个水箱的水需要保持在一定的高度。一个传感器就会用来检查水箱里水的高度，这样就得到了测量结果。控制器会有一个固定的用户输入值来表示水箱需要的水面高度，假设这个值是保持65％的水量。控制器的输出设备会连在一个马达控制的水阀门上。打开阀门就会给水箱注水，关上阀门就会让水箱里的水量下降。这个阀门的控制信号就是我们控制的变量，它也是这个系统的输入来保持这个水箱水量的固定。
PID控制器可以用来控制任何可以被测量的并且可以被控制变量。比如，它可以用来控制温度，压强，流量，化学成分，速度等等。汽车上的巡航定速功能就是一个例子。
一些控制系统把数个PID控制器串联起来，或是链成网络。这样的话，一个主控制器可能会为其他控制输出结果。一个常见的例子是马达的控制。我们会常常需要马达有一个控制的速度并且停在一个确定的位置。这样呢，一个子控制器来管理速度，但是这个子控制器的速度是由控制马达位置的主控制器来管理的。
连合和串联控制在化学过程控制系统中是很常见的。
理论
PID是以它的三种纠正算法而命名的。这三种算法都是用加法调整被控制的数值。而实际上这些加法运算大部分变成了减法运算因为被加数总是负值。这三种算法是：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。比如说，一个电热器的控制器的比例尺范围是10°C，它的预定值是20°C。那么它在10°C的时候会输出100%，在15°C的时候会输出50%，在19°C的时候输出10％，注意在误差是0的时候，控制器的输出也是0。
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。这个D参数也是PID被称为可预测的控制器的原因。D参数对减少控制器短期的改变很有帮助。一些实际中的速度缓慢的系统可以不需要D参数。用更专业的话来讲，一个PID控制器可以被称作一个在频域系统的滤波器。这一点在计算它是否会最终达到稳定结果时很有用。如果数值挑选不当，控制系统的输入值会反复振荡，这导致系统可能永远无法达到预设值。
控制规律的选择
尽管不同类型的控制器，其结构、原理各不相同，但是基本控制规律只有三个：比例（P）控制、积分（I）控制和微分（D）控制。这几种控制规律可以单独使用，但是更多场合是组合使用。如比例（P）控制、比例-积分（PI）控制、比例-积分-微分（PID）控制等。
比例（P）控制
单独的比例控制也称“有差控制”，输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系，偏差越大输出越大。实际应用中，比例度的大小应视具体情况而定，比例度太小，控制作用太弱，不利于系统克服扰动，余差太大，控制质量差，也没有什么控制作用；比例度太大，控制作用太强，容易导致系统的稳定性变差，引发振荡。
对于反应灵敏、放大能力强的被控对象，为提高系统的稳定性，应当使比例度稍小些；而对于反应迟钝，放大能力又较弱的被控对象，比例度可选大一些，以提高整个系统的灵敏度，也可以相应减小余差。
单纯的比例控制适用于扰动不大，滞后较小，负荷变化小，要求不高，允许有一定余差存在的场合。工业生产中比例控制规律使用较为普遍。
比例积分（PI）控制
比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。但是，不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。
积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。这里的“积分”指的是“积累”的意思。积分控制器的输出不仅与输入偏差的大小有关，而且还与偏差存在的时间有关。只要偏差存在，输出就会不断累积（输出值越来越大或越来越小），一直到偏差为零，累积才会停止。所以，积分控制可以消除余差。积分控制规律又称无差控制规律。
积分时间的大小表征了积分控制作用的强弱。积分时间越小，控制作用越强；反之，控制作用越弱。
积分控制虽然能消除余差，但它存在着控制不及时的缺点。因为积分输出的累积是渐进的，其产生的控制作用总是落后于偏差的变化，不能及时有效地克服干扰的影响，难以使控制系统稳定下来。所以，实用中一般不单独使用积分控制，而是和比例控制作用结合起来，
构成比例积分控制。这样取二者之长，互相弥补，既有比例控制作用的迅速及时，又有积分控制作用消除余差的能力。因此，比例积分控制可以实现较为理想的过程控制。
比例积分控制器是目前应用最为广泛的一种控制器，多用于工业生产中液位、压力、流量等控制系统。由于引入积分作用能消除余差，弥补了纯比例控制的缺陷，获得较好的控制质量。但是积分作用的引入，会使系统稳定性变差。对于有较大惯性滞后的控制系统，要尽量避免使用。
比例微分（PD）控制
比例积分控制对于时间滞后的被控对象使用不够理想。所谓“时间滞后”指的是：当被控对象受到扰动作用后，被控变量没有立即发生变化，而是有一个时间上的延迟，比如容量滞后，此时比例积分控制显得迟钝、不及时。为此，人们设想：能否根据偏差的变化趋势来做出相应的控制动作呢？犹如有经验的操作人员，即可根据偏差的大小来改变阀门的开度（比例作用），又可根据偏差变化的速度大小来预计将要出现的情况，提前进行过量控制，“防患于未然”。这就是具有“超前”控制作用的微分控制规律。微分控制器输出的大小取决于输入偏差变化的速度。
微分输出只与偏差的变化速度有关，而与偏差的大小以及偏差是否存在与否无关。如果偏差为一固定值，不管多大，只要不变化，则输出的变化一定为零，控制器没有任何控制作用。微分时间越大，微分输出维持的时间就越长，因此微分作用越强；反之则越弱。当微分时间为0时，就没有微分控制作用了。同理，微分时间的选取，也是需要根据实际情况来确定的。
微分控制作用的特点是：动作迅速，具有超前调节功能，可有效改善被控对象有较大时间滞后的控制品质；但是它不能消除余差，尤其是对于恒定偏差输入时，根本就没有控制作用。因此，不能单独使用微分控制规律。
比例和微分作用结合，比单纯的比例作用更快。尤其是对容量滞后大的对象，可以减小动偏差的幅度，节省控制时间，显著改善控制质量。
比例积分微分（PID）控制
最为理想的控制当属比例-积分-微分控制规律。它集三者之长：既有比例作用的及时迅速，又有积分作用的消除余差能力，还有微分作用的超前控制功能。
当偏差阶跃出现时，微分立即大幅度动作，抑制偏差的这种跃变；比例也同时起消除偏差的作用，使偏差幅度减小，由于比例作用是持久和起主要作用的控制规律，因此可使系统比较稳定；而积分作用慢慢把余差克服掉。只要三个作用的控制参数选择得当，便可充分发挥三种控制规律的优点，得到较为理想的控制效果。
PID控制器调试方法
比例系数的调节
比例系数P的调节范围一般是：0.1--100.
如果增益值取0.1，PID 调节器输出变化为十分之一的偏差值。如果增益值取100，PID 调节器输出变化为一百倍的偏差值。
可见该值越大，比例产生的增益作用越大。初调时，选小一些，然后慢慢调大，直到系统波动足够小时，再该调节积分或微分系数。过大的P值会导致系统不稳定，持续振荡；过小的P值又会使系统反应迟钝。合适的值应该使系统由足够的灵敏度但又不会反应过于灵敏，一定时间的迟缓要靠积分时间来调节。
积分系数的调节
积分时间常数的定义是，偏差引起输出增长的时间。积分时间设为1秒，则输出变化100%所需时间为1 秒。初调时要把积分时间设置长些，然后慢慢调小直到系统稳定为止。微分系数的调节
微分值是偏差值的变化率。例如，如果输入偏差值线性变化，则在调节器输出侧叠加一个恒定的调节量。大部分控制系统不需要调节微分时间。因为只有时间滞后的系统才需要附加这个参数。如果画蛇添足加上这个参数反而会使系统的控制受到影响。如果通过比例、积分参数的调节还是收不到理想的控制要求，就可以调节微分时间。初调时把这个系数设小，然后慢慢调大，直到系统稳定。
PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID 控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；
(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根据调节效果修改。
对于温度系统：P（%）20--60，I（分）3--10，D（分）0.5--3
对于流量系统：P（%）40--100，I（分）0.1--1
对于压力系统：P（%）30--70，I（分）0.4--3
对于液位系统：P（%）20--80，I（分）1--5
PID控制
当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执
行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。
概述
这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。
PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有70多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。
PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。其输入e (t)与输出u (t)的关系为
u(t)=kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt] 式中积分的上下限分别是0和
t
因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp[1+1/(TI*s)+TD*s]
其中kp为比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数
基本用途
它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。
首先，PID应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。
其次，PID参数较易整定。也就是，PID参数Kp，Ti和Td可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。
第三，PID控制器在实践中也不断的得到改进，下面两个改进的例子。
在工厂，总是能看到许多回路都处于手动状态，原因是很难让过程在“自动”模式下平稳工作。由于这些不足，采用PID的工业控制系统总是受产品质量、安全、产量和能源浪费等问题的困扰。PID参数自整定就是为了处理PID参数整定这个问题而产生的。现在，自动整定或自身整定的PID控制器已是商业单回路控制器和分散控制系统的一个标准。
在一些情况下针对特定的系统设计的PID控制器控制得很好，但它们仍存在一些问题需要解决：
如果自整定要以模型为基础，为了PID参数的重新整定在线寻找和保持好过程模型是较难的。闭环工作时，要求在过程中插入一个测试信号。这个方法会引起扰动，所以基于模型的PID参数自整定在工业应用不是太好。
如果自整定是基于控制律的，经常难以把由负载干扰引起的影响和过程动态特性变化引起的影响区分开来，因此受到干扰的影响控制器会产生超调，产生一个不必要的自适应转换。另外，由于基于控制律的系统没有成熟的稳定性分析方法，参数整定可靠与否存在很多问题。
因此，许多自身整定参数的PID控制器经常工作在自动整定模式而不是连续的自身整定模式。自动整定通常是指根据开环状态确定的简单过程模型自动计算PID参数。
PID在控制非线性、时变、耦合及参数和结构不确定的复杂过程时，工作地不是太好。最重要的是，如果PID控制器不能控制复杂过程，无论怎么调参数都没用。
虽然有这些缺点，PID控制器是最简单的有时却是最好的控制器
现实意义
目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实
例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。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。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator)，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。还有可以实现PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。
系统分类
开环控制系统
开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输入没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
闭环控制系统
闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈( Negative Feedback)，若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。闭环控制系统的例子很多。比如人就是一个具有负反馈的闭环控制系统，眼睛便是传感器，充当反馈，人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。如果没有眼睛，就没有了反馈回路，也就成了一个开环控制系统。另例，当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净，并在洗净之后能自动切断电源，它就是一个闭环控制系统。
阶跃响应
阶跃响应是指将一个阶跃输入（step function）加到系统上时，系统的输出。稳态误差是指系统的响应进入稳态后，系统的期望输出与实际输出之差。控制系统的性能可以用稳、准、快三个字来描述。稳是指系统的稳定性(stability)，一个系统要能正常工作，首先必须是稳定的，从阶跃响应上看应该是收敛的；准是指控制系统的准确性、控制精度，通常用稳态误差来(Steady-state error)描述，它表示系统输出稳态值与期望值之差；快是指控制系统响应的快速性，通常用上升时间来定量描述。
PID调节方法
PID是工业生产中最常用的一种控制方式，PID调节仪表也是工业控制中最常用的仪表之一，PID 适用于需要进行高精度测量控制的系统，可根据被控对象自动演算出最佳PID控制参数。
PID参数自整定控制仪可选择外给定（或阀位）控制功能。可取代伺服放大器直接驱动执行机构（如阀门等）。PID外给定（或阀位）控制仪可自动跟随外部给定值（或阀位反馈值）进行控制输出（模拟量控制输出或继电器正转、反转控制输出）。可实现自动/手动无扰动切换。手动切换至自动时，采用逼近法积算，以实现手动/自动的平稳切换。PID外给定（或阀位）控制仪可同时显示测量信号及阀位反馈信号。
PID光柱显示控制仪集数字仪表与模拟仪表于一体，可对测量值及控制目标值进行数字
量显示（双LED数码显示），并同时对测量值及控制目标值进行相对模拟量显示（双光柱显示），
显示方式为双LED数码显示+双光柱模拟量显示，使测量值的显示更为清晰直观。
PID参数自整定控制仪可随意改变仪表的输入信号类型。采用最新无跳线技术，只需设定仪表内部参数，即可将仪表从一种输入信号改为另一种输入信号。
PID参数自整定控制仪可选择带有一路模拟量控制输出（或开关量控制输出、继电器和可控硅正转、反转控制）及一路模拟量变送输出，可适用于各种测量控制场合。
PID参数自整定控制仪支持多机通讯，具有多种标准串行双向通讯功能，可选择多种通讯方式，如RS-232、RS-485、RS-42等，通讯波特率300～9600bps 仪表内部参数自由设定。可与各种带串行输入输出的设备（
如电脑、可编程控制器、PLC 等）进行通讯，构成管理系统。
1.PID常用口诀:
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
2.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T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
压力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。[1]
PID控制的原理和特点
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、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。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
比例（P）控制
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。
积分（I）控制
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积
分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分（D）控制
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID 控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。两种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；
(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根据调节效果修改。
对于温度系统：P（%）20--60，I（分）3--10，D（分）0.5--3
对于流量系统：P（%）40--100，I（分）0.1--1
对于压力系统：P（%）30--70，I（分）0.4--3
对于液位系统：P（%）20--80，I（分）1--5
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控制实现
PID 的反馈逻辑
各种变频器的反馈逻辑称谓各不相同，甚至有类似的称谓而含义相反的情形。系统设计时应以所选用变频器的说明书介绍为准。所谓反馈逻辑，是指被控物理量经传感器检测到的
反馈信号对变频器输出频率的控制极性。例如中央空调系统中，用回水温度控制调节变频器的输出频率和水泵电机的转速。冬天制热时，如果回水温度偏低，反馈信号减小，说明房间温度低，要求提高变频器输出频率和电机转速，加大热水的流量；而夏天制冷时，如果回水温度偏低，反馈信号减小，说明房间温度过低，可以降低变频器的输出频率和电机转速．减少冷水的流量。由上可见，同样是温度偏低，反馈信号减小，但要求变频器的频率变化方向却是相反的。这就是引入反馈逻辑的原由。
打开PID 功能
要实现闭环的PID 控制功能，首先应将PID 功能预置为有效。具体方法有两种：一是通过变频器的功能参数码预置，例如，康沃CVF-G2 系列变频器，将参数H-48 设为O 时，则无PID 功能；设为 1 时为普通PID 控制；设为 2 时为恒压供水PID 。二是由变频器的外接多功能端子的状态决定。例如安川CIMR-G 7A 系列变频器，如图1 所示，在多功能输入端子Sl-S10 中任选一个，将功能码H1-01 ～H1-10( 与端子S1-S10 相对应) 预置为19 ，则该端子即具有决定PI[) 控制是否有效的功能，该端子与公共端子SC “ON ”时无效，“OFF ”时有效。应注意的是．大部分变频器兼有上述两种预置方式，但有少数品牌的变频器只有其中的一种方式。
在一些控制要求不十分严格的系统中，有时仅使用PI 控制功能、不启动D 功能就能满足需要，这样的系统调试过程比较简单。
目标信号与反馈信号
欲使变频系统中的某一个物理量稳定在预期的目标值上，变频器的PID 功能电路将反馈信号与目标信号不断地进行比较，并根据比较结果来实时地调整输出频率和电动机的转速。所以，变频器的PID 控制至少需要两种控制信号：目标信号和反馈信号。这里所说的目标信号是某物理量预期稳定值所对应的电信号，亦称目标值或给定值；而该物理量通过传感器测量到的实际值对应的电信号称为反馈信号，亦称反馈量或当前值。PID 控制的功能示意图见图2 。图中有一个PID 开关。可通过变频器的功能参数设置使PID 功能有效或无效。PID 功能有效时，由PID 电路决定运行频率；PID 功能无效时，由频率设定信号决定运行频率。PID 开关、动作选择开关和反馈信号切换开关均由功能参数的设置决定其工作状态。目标值给定
如何将目标值( 目标信号) 的命令信息传送给变频器，各种变频器选择了不同的方法，而归结起来大体上有如下两种方案：一是自动转换法，即变频器预置PID 功能有效时，其开环运行时的频率给定功能自动转为目标值给定．如表 2 中的安川CIMR-G 7A 与富士
P11S 变频器。二是通道选择法，如表2 中的康沃CVF-G2 、森兰SB12 和普传P17000 系列变频器。
以上介绍了目标信号的输入通道，接着要确定目标值的大小。由于目标信号和反馈信号通常不是同一种物理量。难以进行直接比较，所以，大多数变频器的目标信号都用传感器量程的百分数来表示。例如，某储气罐的空气压力要求稳定在1 ．2MPa ，压力传感器的量程为2MPa ，则与 1 ．2MPa 对应的百分数为60 %，目标值就是60 %。而有的变频器的参数列表中，有与传感器量程上下限值对应的参数，例如富士P11S 变频器，将参数
E40( 显示系数A) 设为2 ，即压力传感器的量程上限2MPa ：参数E41( 显示系数B) 设为0 ，即量程下限为0 ，则目标值为 1 ．2 。即压力稳定值为 1 ．2 MPa 。目标值即是预期稳定值的绝对值。
反馈信号的连接
各种变频器都有若干个频率给定输入端，在这些输入端子中，如果已经确定一个为目标信号的输入通道，则其他输入端子均可作为反馈信号的输入端。可通过相应的功能参数码选择其中的一个使用。比较典型的几种变频器反馈信号通道选择见表3 。
P 、I 、D 参数的预置与调整
比例增益P
变频器的PID 功能是利用目标信号和反馈信号的差值来调节输出频率的，一方面，我们希望目标信号和反馈信号无限接近，即差值很小，从而满足调节的精度：另一方面，我们又希望调节信号具有一定的幅度，以保证调节的灵敏度。解决这一矛盾的方法就是事先将差值信号进行放大。比例增益P 就是用来设置差值信号的放大系数的。任何一种变频器的参数P 都给出一个可设置的数值范围，一般在初次调试时，P 可按中间偏大值预置．或者暂时默认出厂值，待设备运转时再按实际情况细调。
积分时间
如上所述．比例增益P 越大，调节灵敏度越高，但由于传动系统和控制电路都有惯性，调节结果达到最佳值时不能立即停止，导致“超调”，然后反过来调整，再次超调，形成振荡。为此引入积分环节I ，其效果是，使经过比例增益P 放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大( 或减小) ，从而减缓其变化速度，防止振荡。但积分时间I 太长，又会当反馈信号急剧变化时，被控物理量难以迅速恢复。因此，I 的取值与拖动系统的时间常数有关：拖动系统的时间常数较小时，积分时间应短些；拖动系统的时间常数较大时，积分时间应长些。
微分时间D
微分时间D 是根据差值信号变化的速率，提前给出一个相应的调节动作，从而缩短了调节时间，克服因积分时间过长而使恢复滞后的缺陷。D 的取值也与拖动系统的时间常数有关：拖动系统的时间常数较小时，微分时间应短些；反之，拖动系统的时间常数较大时，微分时间应长些。
P 、I 、D 参数的调整原则
P 、I 、D 参数的预置是相辅相成的，运行现场应根据实际情况进行如下细调：被控物理量在目标值附近振荡，首先加大积分时间I ，如仍有振荡，可适当减小比例增益P 。被控物理量在发生变化后难以恢复，首先加大比例增益P ，如果恢复仍较缓慢，可适当减小积分时间I ，还可加大微分时间 D 。
P 、I 、D 参数的预置与调整
(1) 比例增益P
变频器的PID 功能是利用目标信号和反馈信号的差值来调节输出频率的，一方面，我们希望目标信号和反馈信号无限接近，即差值很小，从而满足调节的精度：另一方面，我们又希望调节信号具有一定的幅度，以保证调节的灵敏度。解决这一矛盾的方法就是事先将差值信号进行放大。比例增益P 就是用来设置差值信号的放大系数的。任何一种变频器的参数P 都给出一个可设置的数值范围，一般在初次调试时，P 可按中间偏大值预置．或者暂时默认出厂值，待设备运转时再按实际情况细调。
(2) 积分时间
如上所述．比例增益P 越大，调节灵敏度越高，但由于传动系统和控制电路都有惯性，调节结果达到最佳值时不能立即停止，导致“超调”，然后反过来调整，再次超调，形成振荡。为此引入积分环节I ，其效果是，使经过比例增益P 放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大( 或减小) ，从而减缓其变化速度，防止振荡。但积分时间I 太长，又会当反馈信号急剧变化时，被控物理量难以迅速恢复。因此，I 的取值与拖动系统的时间常数有关：
拖动系统的时间常数较小时，积分时间应短些；拖动系统的时间常数较大时，积分时间应长些。
(3) 微分时间 D
微分时间D 是根据差值信号变化的速率，提前给出一个相应的调节动作，从而缩短了调节时间，克服因积分时间过长而使恢复滞后的缺陷。D 的取值也与拖动系统的时间常数有关：拖动系统的时间常数较小时，微分时间应短些；反之，拖动系统的时间常数较大时，微分时间应长些。
(4)P 、I 、 D 参数的调整原则
P 、I 、D 参数的预置是相辅相成的，运行现场应根据实际情况进行如下细调：被控物理量在目标值附近振荡，首先加大积分时间I ，如仍有振荡，可适当减小比例增益P 。被控物理量在发生变化后难以恢复，首先加大比例增益P ，如果恢复仍较缓慢，可适当减小积分时间I ，还可加大微分时间 D 。
比例作用是测量值与设定值的偏差乘以比例增益得到控制输出进而作用到执行环节的，你的问题可以举一个简单例子更易理解，比如被控参数为一个水池水位，一进水门接受控制输出调节进水流量，出水门放水，假设系统现处于稳态，水位为1米，设定值1米，出水门开度为0，进水门接受pid输出0保持关位，现突然开大出水门，出水流量为x，此时水位开始下降，水位偏差产生，则通过比例作用进水门开大，抑制水位下降趋势，直到进水流量等于x时，水位不再变化，调节进入另一个稳态，但此时水位比测量值低，稳态偏差无法消除，解决的办法就是加入积分调节，消除稳态偏差。
PID控制理论https://www.360docs.net/doc/643663390.html,/view/4d3a6326a5e9856a56126003.html
PID算法
在过程控制中，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID 调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象──“一阶滞后＋纯滞后”与“二阶滞后＋纯滞后”的控制对象，PID控制器是一种最优控制。PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、PD、…）。
详细说明
控制点目前包含三种比较简单的ＰＩＤ控制算法，分别是：增量式算法，位置式算法，微分先行。这三种ＰＩＤ算法虽然简单，但各有特点，基本上能满足一般控制的大多数要求。
1) PID增量式算法
离散化公式：
注：各符号含义如下
u(t);;;;; 控制器的输出值。
e(t);;;;; 控制器输入与设定值之间的误差。
Kp;;;;;;; 比例系数。
Ti;;;;;;; 积分时间常数。
Td;;;;;;; 微分时间常数。
T;;;;;;;; 调节周期。
对于增量式算法，可以选择的功能有：
(1) 滤波的选择
可以对输入加一个前置滤波器，使得进入控制算法的给定值不突变，而是有一定惯性延迟的缓变量。
(2) 系统的动态过程加速
在增量式算法中，比例项与积分项的符号有以下关系：如果被控量继续偏离给定值，则这两项符号相同，而当被控量向给定值方向变化时，则这两项的符号相反。
由于这一性质，当被控量接近给定值的时候，反号的比例作用阻碍了积分作用，因而避免了积分超调以及随之带来的振荡，这显然是有利于控制的。但如果被控量远未接近给定值，仅刚开始向给定值变化时，由于比例和积分反向，将会减慢控制过程。
为了加快开始的动态过程，我们可以设定一个偏差范围v，当偏差|e(t)|<β时，即被控量接近给定值时，就按正常规律调节，而当|e(t)|>= β时，则不管比例作用为正或为负，都使它向有利于接近给定值的方向调整，即取其值为|e(t)-e(t-1)|，其符号与积分项一致。利用这样的算法，可以加快控制的动态过程。
(3) PID增量算法的饱和作用及其抑制
在PID增量算法中，由于执行元件本身是机械或物理的积分储存单元，如果给定值发生突变时，由算法的比例部分和微分部分计算出的控制增量可能比较大，如果该值超过了执行元件所允许的最大限度，那么实际上执行的控制增量将时受到限制时的值，多余的部分将丢失，将使系统的动态过程变长，因此，需要采取一定的措施改善这种情况。
纠正这种缺陷的方法是采用积累补偿法，当超出执行机构的执行能力时，将其多余部分积累起来，而一旦可能时，再补充执行。
2) PID位置算法
离散公式：
;=
对于位置式算法，可以选择的功能有：
a、滤波：同上为一阶惯性滤波
b、饱和作用抑制：
(1) 遇限削弱积分法
一旦控制变量进入饱和区，将只执行削弱积分项的运算而停止进行增大积分项的运算。具体地说，在计算Ui时，将判断上一个时刻的控制量Ui-1是否已经超出限制范围，如果已经超出，那么将根据偏差的符号，判断系统是否在超调区域，由此决定是否将相应偏差计入积分项。
(2) 积分分离法
在基本PID控制中，当有较大幅度的扰动或大幅度改变给定值时，由于此时有较大的偏差，以及系统有惯性和滞后，故在积分项的作用下，往往会产生较大的超调量和长时间的波动。特别是对于温度、成份等变化缓慢的过程，这一现象将更严重。为此可以采用积分分离措施，即偏差较大的时，取消积分作用；当偏差较小时才将积分作用投入。
另外积分分离的阈值应视具体对象和要求而定。若阈值太大，达不到积分分离的目的，若太小又有可能因被控量无法跳出积分分离区，只进行PD控制，将会出现残差。
离散化公式：
Δu(t) = q0e(t) + q1e(t-1) + q2e(t-2)
当|e(t)|≤β时
q0 = Kp(1+T/Ti+Td/T)
q1 = -Kp(1+2Td/T)
q2 = Kp Td /T
当|e(t)|＞β时
q0 = Kp(1+Td/T)
q1 = -Kp(1+2Td/T)
q2 = Kp Td /T
u(t) = u(t-1) + Δu(t)
注：各符号含义如下
u(t);;;;; 控制器的输出值。
e(t);;;;; 控制器输入与设定值之间的误差。
Kp;;;;;;; 比例系数。
Ti;;;;;;; 积分时间常数。
Td;;;;;;; 微分时间常数。（有的地方用"Kd"表示）
T;;;;;;;; 调节周期。
β;;;;;;; 积分分离阈值
(3) 有效偏差法
当根据PID位置算法算出的控制量超出限制范围时，控制量实际上只能取边际值U=Umax,或U=Umin,有效偏差法是将相应的这一控制量的偏差值作为有效偏差值计入积分累计而不是将实际的偏差计入积分累计。因为按实际偏差计算出的控制量并没有执行。
如果实际实现的控制量为U=U（上限值或下限值），则有效偏差可以逆推出，即：
=
然后，由该值计算积分项
3) 微分先行PID算法
当控制系统的给定值发生阶跃时，微分作用将导致输出值大幅度变化，这样不利于生产的稳定操作。因此在微分项中不考虑给定值，只对被控量（控制器输入值）进行微分。微分先行PID算法又叫测量值微分PID算法。公式如下：
离散化公式：
参数说明同上
对于纯滞后对象的补偿
控制点采用了Smith预测器，使控制对象与补偿环节一起构成一个简单的惯性环节。
PID参数整定
(1) 比例系数Ｋp对系统性能的影响
：
比例系数加大，使系统的动作灵敏，速度加快，稳态误差减小。Ｋp偏大，振荡次数加多，调节时间加长。Ｋp太大时，系统会趋于不稳定。Ｋp太小，又会使系统的动作缓慢。Ｋp可以选负数，这主要是由执行机构、传感器以控制对象的特性决定的。如果Ｋｃ的符号选择不当对象状态(pv值)就会离控制目标的状态(sv值)越来越远，如果出现这样的情况Ｋp 的符号就一定要取反。
(2) 积分控制Ｔｉ对系统性能的影响
：
积分作用使系统的稳定性下降，Ｔｉ小（积分作用强）会使系统不稳定，但能消除稳态误差，提高系统的控制精度。
(3) 微分控制Ｔｄ对系统性能的影响
：
微分作用可以改善动态特性，Ｔｄ偏大时，超调量较大，调节时间较短。Ｔｄ偏小时，超调量也较大，调节时间也较长。只有Ｔｄ合适，才能使超调量较小，减短调节时间。
原文出处：https://www.360docs.net/doc/643663390.html,/s/blog_4b700c4c0102dz9w.html
PID是工业控制上的一种控制算法，其中P表示比例，I表示积分，D表示微分。以温度控制的PID程序为例：
P（比例）表示在温度设定值上下多少度的范围内做比例动作，当温度越高，功率越小，温度越低，功率就越大，功率到底为多大，就看温度偏差值和比例区间的大小按反比关系计算。I（积分）也是一种比例，是温度偏差值的累积值与设定的一个值之间的反比关系，但要注意何时将温度偏差值的累积值清零。积分就好像当温度比设定值低很多而你有觉得温度升的慢的时候就使劲的加大功率一样。
D（微分）是温度变化快慢跟功率的比值，即当你觉得温度上升的太快时，就降低功率，一阻止温度上升过快，反之当温度下降太快时，就加大功率以阻止温度下降太快一样。
给我邮箱我可以给你发一份PID温度控制程序。
PID参数设置及调节方法
PID参数设置及调节方法 方法一: PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉,参考测量值跟踪与设定值曲线,从而调整P\I\D的大小。 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T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s 压力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。 我在手册上查到的，并已实际的测试过，方便且比较准确 应用于传统的PID 1。首先将I，D设置为0，即只用纯比例控制，最好是有曲线图，调整P值在控制范围内成临界振荡状态。 记录下临界振荡的同期Ts 2。将Kp值=纯比例时的P值 3。如果控制精度=1.05%，则设置Ti=0.49Ts ； Td=0.14Ts ；T=0.014 控制精度=1.2%，则设置Ti=0.47Ts ； Td=0.16Ts ；T=0.043 控制精度=1.5%，则设置Ti=0.43Ts ； Td=0.20Ts ；T=0.09 朋友，你试一下，应该不错，而且调试时间大大缩短 我认为问题是，再加长积分时间，再减小放大倍数。获得的是1000rpm以上的稳定，牺牲的是系统突加给定以后系统调节的快速性，根据兼顾原则，自己掌握调节指标吧。 方法二: 1．PID调试一般原则 a.在输出不振荡时，增大比例增益P。 b.在输出不振荡时，减小积分时间常数Ti。 c.在输出不振荡时，增大微分时间常数Td。 2．一般步骤 a.确定比例增益P 确定比例增益P 时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0（具体见PID的参数设定说明），使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。 b.确定积分时间常数Ti
PID参数设置参考说明
FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。 PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST； PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS， 一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果 以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。其他的可以使用默认参数。 A：所有的输入参数： COM_RST:BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位； MAN_ON：BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；（默认为1） PEPER_ON：BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE； P_SEL：BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效； I_SEL：BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效； INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它； I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON 时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值； D_SEL ：BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用； CYCLE ：TIME：PID采样周期，一般设为200MS； SP_INT：REAL：PID的给定值； PV_IN ：REAL：PID的反馈值（也称过程变量）； PV_PER：WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐） MAN ：REAL：手动值，由MAN-ON选择有效； GAIN ：REAL：比例增益； TI ：TIME：积分时间； TD ：TIME：微分时间； TM_LAG：TIME：我也不知道，没用过它，和微分有关； DEADB_W：REAL：死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度； LMN_HLM：REAL：PID上极限，一般是100%； LMN_LLM：REAL：PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）； PV_FAC：REAL：过程变量比例因子 PV_OFF：REAL：过程变量偏置值（OFFSET） LMN_FAC：REAL：PID输出值比例因子； LMN_OFF：REAL：PID输出值偏置值（OFFSET）； I_ITLVAL：REAL：PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；
PID控制调节参数设定方法
PID控制调节参数设定方法 以温度PID调节为例： 输入 a) 热电偶(TC): K, J, E, T, R, S, B, U, L, N, PL2, W5Re / w26Re b) 热电阻(RTD): Pt100 JPT100 c) 直流输入：DC0 ~ 5V, DC1 ~ 5V, DC0 ~ 20mA*, DC4 ~ 20mA* * 需在输入端子间接250W的电阻 输入显示精度：(设定值SV的0.3%+1位) 输入范围：参照输入范围表 采样周期：0.5sec 过程值偏置 -1999 ~ 9999 ℃[o F]或-199.9 ~ 999.9℃[o F](温度输入) ±全量程(电压/ 电流输入)全量 设定范围 a) 设定值(SV)：等同温度范围值 b) 加热侧比例带(P)：1-量程或0.1-量程(温度输入)*1 量程的0.1 ~ 100.0%(电压输入) c) 制冷侧比例带(Pc)：加热侧比例带的1 ~ 1000% d) 积分时间(I)：1 ~ 3600sec*2 e) 微分时间(D)：1 ~ 3600sec*3
f) 限制积分动作生效范围(ARW)：比例带的1 ~ 100%*4 g) 加热侧比例周期1 ~ 100sec*5 h) 制冷侧比例周期1 ~ 100sec*6 i) 不感带：-10 ~ 10或-10.0 ~ +10.0℃[o F](温度输入) 量程的-10.0 ~ +10.0%(电压/电流输入)*7 *1. 如果比例带设定为0 ℃[o F]，即成ON-OFF动作 *2. 如果积分时间设定为0sec，即成PD动作 *3. 如果微分时间设定为0sec，即成PI动作 *4. 如果限制积分动作生效范围设为0%，D动作则成OFF *5. 电流输出时不需设定周期 *6. 电流输出时不需设定周期 *7. 如果不感带设定为负，则成重叠 控制动作 PID控制(ON-OFF, P, PI, PD控制) a) 自动演算功能(A T) 1自调方式：限制周期法 2AT周期：1.5 b) 自主校正设定改变时，自主校正即建立 *加热/制冷PID控制动作除外
APM 之PID参数调整详解解析
先来了解一下P项、I项和D项的基本内容。这里只用通俗语言简单解释，给出一些简单实用的调整方法。有需要深入研究的用户，请自行查阅相关资料。 P项相当于一个变化率，数值越大，变化越快。假设“俯仰到升降通道”的P值为60时，机头从上抬20o到变回水平位置，需要5秒钟时间，那么P值为30时，这个时间就大于5秒（比如10秒），P值为120时，这个时间就小于5秒（比如2.5秒）。 D项相当于一个“阻尼器”，数值越大，阻尼越大，控制越“硬”。如果飞机在水平直飞时，在横滚方向上老是振荡，那么可以调小“副翼通道”的Ｄ值，如果飞机在横滚方向上的增稳效果不好（即偏离水平位置后很难再回复到原来状态），那么可以调大该D值。 I项相当于一个“加分器”，使控制量更贴近目标量，但也有可能“加过头”了。例如:如果要使飞机从100米爬升到200米，而飞机只爬到199米就不再爬升，那么，此时需要增大I值；但如果飞机爬到201米才停下来，那么，此时应该减小I值。 下面简单描述一下在试飞调试阶段进行PID参数调整的步骤。 第一步：规划并上传一个矩形航线。高度不要太高，比如50米，这样便于肉眼观察高度变化。第一个航点和最后一个航点距离稍微近点，相邻航点间距离为300米~400米为宜。让飞机在视野范围内压线飞行。 第二步：切入自动模式，让飞机沿着这个航线飞行。 第三步：看增稳控制效果。 先使用默认参数。副翼通道上：P=95,I=5,D=8。俯仰到升降通道：P=95，I=3，D=8。注意到各项目上类似于“P/128”的字样，其中“P”指P项，“128”是可以输入的最大值。此外，每个项目上能填入的最小数值为零。 横滚和俯仰上的调整方法类似，此处只讲横滚。 如果飞机在横滚方向上左右振荡，那么同时调小P值和D值，I值一般固定不动。 如果飞机在横滚方向上的增稳效果不好，那么同时调大P值和Ｄ值，Ｉ值一般固定不动。 第四步：试着改变目标高度，看定高效果。 如果飞机爬升或俯冲速度太慢，就增大“高度到俯仰角”的P值，反之减小P值。如果在爬升或俯冲过程中，机头振荡得厉害，就减小“高度到俯仰角”的D值。最后，如果飞机无法爬升到预设高度，就增大“高度到俯仰角”的I值，相反减小Ｉ值。 ★在这里，调大P值，一般是把初始俯仰角调大，调小P值，一般是把初始俯仰角调小。参考前文关于位置控制的解释，就能理解这里的意思。如果不能理解，就不要深究。 第五步：看飞机在到达航点时的转弯效果。 如果转弯速度太慢，就增到“方向舵通道”的P值，反之减小P值。如果转弯时机头来回振荡，就减小D值，如果转弯时机头上没有阻尼的感觉，就增大Ｄ值。 ★在这里，调大P值，一般是把初始倾斜角调大，调小P值，一般是把初始倾斜角调小。参考前文关于位置控制的解释，就能理解这里的意思。如果不能理解，就不要深究。 第六步：看飞机的压线效果。 如果飞机切入航线时的速度太慢，就增大“偏侧距”的P值，反之减小Ｐ值。如果飞机在航线上左右扭动，就减小“偏侧距”的D值，而如果没有阻尼的感觉，就增大Ｄ值。 ★在这里，调大P值，一般是把初始夹角调大，调小P值，一般是把初始夹角调小。参考前文关于位置控制的解释，就能理解这里的意思。如果不能理解，就不要深究。
PID参数调节
南京航空航天大学 学生姓名：__芮俊俊_ ___ 班级学号：__SZ1605061______ 学科名称：_航空发动机控制与测试 所在学院：___机电学院______ 2017年3月27日
一、题目及要求： 列举适用于航空发动机控制律参数设计方法（至少列举一种），以 )7949.0)(31.16() 4435.0(0047.0)(+++=s s s s G 为被控对象，设计一组PID 控制参数，使上升时间不大于1s ，超调量不大于2%，幅值裕量不小于9dB ，相位裕量不小于60?，要求提供可以反馈稳定裕量的BODE 图（截图）及闭环仿真的SIMULINK 模型（截图），以及阶跃响应仿真曲线（表明上身时间及超调量）。 二、解题步骤及内容 1、航空发动机控制率参数设计方法 1）、全包线鲁棒变增益LPV 控制率设计 2）、双余度控制率设计方法 3）非线性反演控制率设计方法 2、建模并设计一组PID 参数，达到题目所述的响应要求 1）Simulink 建模 打开Simulink,将各模块添加到model 文件中，连接各模块组成闭环控制系统如下图（1）。 图（1） Simulink 模型
图中PID模块为Simulink自带的模块，本人使用的是matlab2011a版本，其中自带的PID模块默认为连续型的，无需更改类型。 2）设计PID参数。 模型建立后，双击PID模块，进入如下图（2）页面， 图（2）PID控制器参数调节界面 更改P、I、D三个参数的值即可调节PID，按照所给的控制要求，不断调整PID 参数。在调整的过程中，每个参数的变化对响应的影响如下表（1） 一边调整，一边观察各项指标是否满足控制要求，各项指标如下表（2）：
PID参数设置
1、P ：控制回路中的比例项 比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系，当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。P是解决幅值震荡，P大了会出现幅值震荡的幅度大，但震荡频率小，系统达到稳定时间长。 2、I ：控制回路中的积分项 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。 3、D ：控制回路中的微分项 在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。 4、PID调节常用口诀 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调节器的作用及其参数对系统调节质量的影响
实验: PID调节器的作用及其参数对系统调节质量的影响 一.实验目的: 1.了解和观测PID基本控制规律的作用，对系统动态特性和稳态特性及稳 定性的影响。 2.验证调节器各参数(Kc，Ti，Td), 在调节系统中的功能和对调节质量的 影响。 二. 实验内容: 1.分别对系统采取比例(P)、比例微分(PD)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID) 控制规律，通过观察系统的响应曲线，分析系统各性能的变化情况。 1.观测定值调节系统（扰动作用时）在各调节规律下的响应曲线。 2.观测调节器参数变化对定值调节系统瞬态响应性能指标的影响。 三. 实验原理: 参考输入量（给定值）作用时，系统连接如图（1）所示: 图（1） 图（2） 四. 实验步骤: 利用MATLAB中的Simulink仿真软件。 l. 参考实验一，建立如图（2）所示的实验原理图；
2. 将鼠标移到原理图中的PID模块进行双击，出现参数设定对话框，将PID 控制器的积分增益和微分增益改为0，使其具有比例调节功能，对系统进行纯比例控制。 3. 单击工具栏中的 图标，开始仿真，观测系统的响应曲线，分析系统性 能；调整比例增益，观察响应曲线的变化，分析系统性能的变化。 4. 重复步骤2-3，将控制器的功能改为比例微分控制，观测系统的响应曲线， 分析比例微分控制的作用。 5. 重复步骤2-3，将控制器的功能改为比例积分控制，观测系统的响应曲线， 分析比例积分控制的作用。 6. 重复步骤2-3，将控制器的功能改为比例积分微分控制，观测系统的响应曲线，分析比例积分微分控制的作用。 (1) P=1,I=0,D=0 (2) P=0.618,I=0,D=0 (3) P=0.618,I=0.1,D=0 (4) P=0.618,I=1,D=0
PID参数如何设定调节讲解
PID参数如何设定调节 PID（比例积分微分）英文全称为Proportion Integration Differentiation，它是一个数学物理术语。 PID控制简介 目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控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。控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligentregulator)，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC 系统等等。可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。还有可以实现PID控制功能的控制器，如Rockwell的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet 相连，利用网络来实现其远程控制功能。 1、开环控制系统 开环控制系统(open-loopcontrolsystem)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。 2、闭环控制系统
PID调节参数(FB41)
PID调节-----西门子FB41使用 准备用连续PID调节来实验一个控制,在软件上做了一个简单的PID41用仿真模拟了一把,情况还好,基本可以运行,但是其中的一些小的功能还是没有做好.想仔细再看看说明.幸好有一位网又一起讨论,得到了一个比较好的说明.传上来以免以后找不到. 使用FB41进行PID调整的说明 FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS，一定要结合帮助文档中的PID框图研究以下的参数，可以起到事半功倍的效果以下将重要参数用黑体标明.如果你比较懒一点，只需重点关注黑体字的参数就可以了。其他的可以使用默认参数。 A：所有的输入参数： COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE时：PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位； MAN_ON：BOOL：手动值ON；当该位为TURE时，PID 功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；
PEPER_ON：BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用PIW 规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE； P_SEL：BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效； I_SEL：BOOL：积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效； INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它； I_ITL_ON BOOL：积分初值有效， I-ITLV AL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON时，则使用I-ITLV AL变量积分初值。一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值； D_SEL ：BOOL：微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用； CYCLE ：TIME：PID采样周期，一般设为200MS；SP_INT：REAL：PID的给定值； PV_IN ：REAL：PID的反馈值（也称过程变量）； PV_PER：WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐）MAN ：REAL：手动值，由MAN-ON选择有效；GAIN ：REAL：比例增益； TI ：TIME：积分时间； TD ：TIME：微分时间；
PID 参数设置指南
PID 参数设置指南 比例参数= 比例度= 比例带= δ= P b 比例系数= 比例增益= 放大系数= K P δ= 1 K p 比例带P b \ 积分时间Ti\ 微分时间Td≈1 \ 12 \ 3 启动PID参数自整定程序，可自动计算PID参数，自整定成功率95%，少数自整定不成功的系统可按以下方法调PID参数。 P参数（即比例带或比例度δ、P b）设置 如不能肯定比例调节系数P（即比例带或比例度δ、P b）应为多少，请把P参数（即比例带或比例度δ、P b）先设置大些（如30%），以避免开机出现超调和振荡，运行后视响应情况再逐步调小，以加强比例作用的效果，提高系统响应的快速性，以既能快速响应，又不出现超调或振荡为最佳。
（比例增益Kp越大）δ值越小系统越稳定，要减小静差，就要尽量增大比例增益Kp，但由于系统有惯性，比例增益Kp增得过大，又会引起超调，使系统的被控量忽大忽小，引起系统振荡。 I参数设置 如不能肯定积分时间参数I应为多少，请先把I参数设置大些（如1800秒），(I> 3600时，积分作用去除)系统投运后先把P参数（即比例带或比例度δ、P b）调好，尔后再把I参数逐步往小调，观察系统响应，以系统能快速消除静差进入稳态，而不出现超调振荡为最佳。 积分时间T I越长，（系统的）变化越缓慢，（系统消除静差的时间就越长）。（相反，积分时间T I太短，消除静差的时间就越短，系统亦会产生振荡）。 但积分时间T I太长，又会发生在被控量急剧变化时，被控量难以迅速恢复的情况。 D参数设置 如不能肯定微分时间参数D应为多少，请先把D参数设置为O，即去除微分 ）和I参数，P、I 作用，系统投运后先调好P参数（即比例带或比例度δ、P b 确定后,再逐步增加D参数,加微分作用，以改善系统响应的快速性，以系统不出现振荡为最佳，（多数系统可不加微分作用）。 D积分参数一般是对应快速变化的场合使用，如空压机，温控仪（系统惯性大的负载）等，一般在其他场合关闭即可。 T采样周期，调节器运行一次，采样周期越大则响应越慢。
PID参数以及PID调节
PID调节到底是什么东西? 经常看到有关PID调节问题书籍，看来看去看不懂他们再说什么。还有一些技术员一提起PID调节，就摇头，搞不懂呀！那么PID调节的实质是什么？通俗的概念是什么？我们通过图1进行分析。 此主题相关图片如下，点击图片看大图： 一个自动控制系统要能很好地完成任务，首先必须工作稳定，同时还必须满足调节过程的质量指标要求。即：系统的响应快慢、稳定性、最大偏差等。很明显，自动控制系统总希望在稳定工作状态下，具有较高的控制质量，我们希望持续时间短、超调量小、摆动次数少。为了保证系统的精度，就要求系统有很高的放大系数，然而放大系数一高，又会造成系统不稳定，甚至系统产生振荡。反之，只考虑调节过程的稳定性，又无法满足精度要求。因此，调节过程中，系统稳定性与精 度之间产生了矛盾。 如何解决这个矛盾，可以根据控制系统设计要求和实际情况，在控制系统中插入“校正网络”，矛盾就可以得到较好解决。 这种“校正网络”，有很多方法完成，其中就有PID方法。 简单的讲，PID“校正网络”是由比例积分PI和比例微分PD"元件组"成的。为了说明问题，这里简单介绍一下比例积分P I和比例微分PD。 微分： 从电学原理我们知道，见图2，当脉冲信号通过RC电路时，电容两端电压不能突变，电流超前电压90°，输入电压通过电阻R向电容充电，电流在t1时刻瞬间达到最大值，电阻两端电压Usc此刻也达到最大值。随着电容两端电压不断升高，充电电流逐渐减小，电阻两端电压Usc也逐渐降低，最后为0，形成一个锯齿波电压。这种电路称为微分电路，由于它对 阶跃输入信号前沿“反应”激烈，其性质有加速作用。 积分： 我们再来看图3，脉冲信号出现时，通过电阻R向电容充电，电容两端电压不能突变，电流在t1时刻瞬间达到最大值，电阻两端电压此刻也达到最大值。电容两端电压Usc随着时间t不断升高，充电电流逐渐减小，最后为0，电容两端电压Us
温控电路PID参数调节方法
在定值控制问题中，如果控制精度要求不高，一般采用双位调节法，不用PID。但如果要求控制精度高，而且要求波动小，响应快，那就要用PID调节或更新的智能调节。调节器是根据设定值和实际检测到的输出值之间的误差来校正直接控制量的，温度控制中的直接控制量是加热或制冷的功率。PID调节中，用比例环节（P)来决定基本的调节响应力度，用微分环节（D)来加速对快速变动的响应，用积分环节（I)来消除残留误差。PID调节按基本理论是属于线性调节。但由于直接控制量的幅度总是受到限定，所以在实际工作过程中三个调节环节都有可能使控制量进入受限状态。这时系统是非线性工作。手动对PID进行整定时，总是先调节比例环节，然后一般是调节积分环节，最后调节微分环节。温度控制中控制功率和温度之间具有积分关系，为多容系统，积分环节应用不当会造成系统不稳定。许多文献对PID整定都给出推荐参数。 PID是依据瞬时误差(设定值和实际值的差值)随时间的变化量来对加热器的控制进行相应修正的一种方法!!!如果不修正,温度由于热惯性会有很大的波动.大家讲的都不错. 比例：实际温度与设定温度差得越大，输出控制参数越大。例如：设定温控于60度，在实际温度为50和55度时，加热的功率就不一样。而20度和40度时,一般都是全功率加热.是一样的. 积分：如果长时间达不到设定值，积分器起作用，进行修正积分的特点是随时间延长而增大.在可预见的时间里,温度按趋势将达到设定值时,积分将起作用防止过冲! 微分：用来修正很小的振荡. 方法是按比例.微分.积分的顺序调.一次调一个值.调到振荡范围最小为止.再调下一个量.调完后再重复精调一次. 要求不是很严格. 先复习一下P、I、D的作用，P就是比例控制，是一种放大（或缩小）的作用，它的控制优点就是：误差一旦产生，控制器立即就有控制作用，使被控量朝着减小误差方向变化，控制作用的强弱取决于比例系数Kp。举个例子：如果你煮的牛奶迅速沸腾了（你的火开的太大了），你就会立马把火关小，关小多少就取决于经验了（这就是人脑的优越性了），这个过程就是一个比例控制。缺点是对于具有自平衡性的被控对象存在静态误差，加大Kp可以减小静差，但Kp过大时，会导致控制系统的动态性能变坏，甚至出现不稳定。所谓自平衡性是指系统阶跃响应的终值为一有限值，举个例子：你用10％的功率去加热一块铁，铁最终保持在50度左右，这就是一个自平衡对象，那静差是怎样出现的呢？比例控制是通过比例系数与误差的乘积来对系统进行闭环控制的，当控制的结果越接近目标的时候，误差也就越小，同时比例系数与误差的乘积（控制作用）也在减小，当误差等于0时控制作用也为0，这就是我们最终希望的控制效果（误差＝0），但是对于一个自平衡对象来说这一时刻是不会持续的。就像此时你把功率降为0，铁是不会维持50度的（不考虑理想状态下），铁的温度开始下降了，误差又出现了（本人文采不是很好，废这么多话相信大家应该明白了！）。也就是比例控制最终会维持一个输出值来使系统处于一个固定状态，既然又输出，误差也就不等于0了，这个误差就是静差。
PID参数的如何设定调节-
PID参数的如何设定调节 我是刚刚接触过程控制的一名维护人员,因为以前没搞过,所以不知道如何设定一些仪表的PID参数.PID值的增、减对过程量有什么影响?请问哪里有这方面的书可以参考?还有,一些资料上说的正、反作用是什么意思?请指教! 以下是对《PID参数的如何设定调节》： PID就是比例微积分调节，具体你可以参照自动控制课程里有详细介绍！正作用与反作用在温控里就是当正作用时是加热，反作用是制冷控制。我不知道你指的是什么仪表或其他？ 王仁祥：《PID控制简介》 目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。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。控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator)，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC 系统等等。可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连，如Rockwell的PLC-5等。还有可以实现PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix产品系列，它可以直接与ControlNet相连，利用网络来实现其远程控制功能。 1、开环控制系统 开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。 2、闭环控制系统 闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出，形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统给定值信号相反，则称为负反馈( Negative Feedback)，若极性相同，则称为正反馈，一般闭环控制系统均采用负反馈，又称负反馈控制系统。闭环控制系统的例子很多。比如人就是一个具有负反馈的闭环控制系统，眼睛便是传感器，充当反馈，人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。如果没有眼睛，就没有了反馈回路，也就成了一个开环控制系统。另例，当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净，并在洗净之后能自动切断电源，它就是一个闭环控制系统。 3、阶跃响应 阶跃响应是指将一个阶跃输入（step function）加到系统上时，系统的输出。稳态误差是指系统的响应进入稳态后﹐系统的期望输出与实际输出之差。控制系统的性能可以用稳、准、快三个字来描述。稳是指系统的稳定性(stability)，一个系统要能正常工作，首先必须是稳定的，从阶跃响应上看应该是收敛的﹔准是指控制系统的准确性、控制精度，通常用稳态误差来(Steady-state error)描述，它表示系统输出稳态值与期望值之差﹔快是指控制系统响应的快速性，通常用上升时间来定量描述。 4、PID控制的原理和特点 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、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。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调
s7-200 PID参数设置
s7-200 PID参数设置 悬赏分：30 - 解决时间：2009-9-6 12:26 请有经验大侠给予指导。 用S7-200 PID应用水处理加药 1、手工编制PID程序时，参数：增益、积分/微分时间如何设置？有无经验值？ 2、应用PID向导编程调试时，是否先初步设置增益、积分/微分时间值，然后通过自动调节得出系统优化的增益、积分/微分时间值，最后代替初步设置值？ 3、用PID向导自动调节时，出现错误“调节算法因滞后死区值超出最大值而终止”的原因及解决办法。 请详细解答。 先谢谢了。 问题ID: 41060提问者：北冰河- 新生第1级 最佳答案 下面是PID控制器参数整定的一般方法： PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。 PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉，参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P\I\D的大小。 比例I/微分D=2，具体值可根据仪表定，再调整比例带P，P过头，到达稳定的时间长，P太短，会震荡，永远也打不到设定要求。 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T：P=20~60%，T=180~600s，D=3-180s； 压力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。 书上的常用口诀：
PID参数的调整方法
PID参数的调整方法(APM适用) 先来了解一下P项、I项和D项的基本内容。这里只用通俗语言简单解释，给出一些简单实用的调整方法。有需要深入研究的用户，请自行查阅相关资料。 P项相当于一个变化率，数值越大，变化越快。假设俯仰到升降通道的P值为60时，机头从上抬20°到变回水平位置，需要5秒钟时间，那么P值为30时，这个时间就大于5秒（比如10秒），P值为120时，这个时间就小于5秒（比如秒）。 D项相当于一个“阻尼器”，数值越大，阻尼越大，控制越“硬”。如果飞机在水平直飞时，在横滚方向上老是振荡，那么可以调小“副翼通道”的Ｄ值，如果飞机在横滚方向上的增稳效果不好（即偏离水平位置后很难再回复到原来状态），那么可以调大该D值。 I项相当于一个“加分器”，使控制量更贴近目标量，但也有可能加过头了。例如，如果要使飞机从100米爬升到200米，而飞机只爬到199米就不再爬升，那么，此时需要增大I 值；但如果飞机爬到201米才停下来，那么，此时应该减小I值。 下面简单描述一下在试飞调试阶段进行PID参数调整的步骤。 第一步：规划并上传一个矩形航线。高度不要太高，比如50米，这样便于肉眼观察高度变化。第一个航点和最后一个航点距离稍微近点，相邻航点间距离为300米~400米为宜。让飞机在视野范围内压线飞行。 第二步：切入自动模式，让飞机沿着这个航线飞行。 第三步：看增稳控制效果。 先使用默认参数。副翼通道上：P=95,I=5,D=8。俯仰到升降通道：P=95，I=3，D=8。注意到各项目上类似于“P/128”的字样，其中“P”指P项，“128”是可以输入的最大值。此外，每个项目上能填入的最小数值为零。 横滚和俯仰上的调整方法类似，此处只讲横滚。 如果飞机在横滚方向上左右振荡，那么同时调小P值和D值，I值一般固定不动。 如果飞机在横滚方向上的增稳效果不好，那么同时调大P值和Ｄ值，Ｉ值一般固定不动。 第四步：试着改变目标高度，看定高效果。 如果飞机爬升或俯冲速度太慢，就增大“高度到俯仰角”的P值，反之减小P值。如果在爬升或俯冲过程中，机头振荡得厉害，就减小“高度到俯仰角”的D值。最后，如果飞机无法爬升到预设高度，就增大“高度到俯仰角”的I值，相反减小Ｉ值。 ★在这里，调大P值，一般是把初始俯仰角调大，调小P值，一般是把初始俯仰角调小。参考前文关于位置控制的解释，就能理解这里的意思。如果不能理解，就不要深究。 第五步：看飞机在到达航点时的转弯效果。 如果转弯速度太慢，就增到“方向舵通道”的P值，反之减小P值。如果转弯时机头来回振荡，就减小D值，如果转弯时机头上没有阻尼的感觉，就增大Ｄ值。 ★在这里，调大P值，一般是把初始倾斜角调大，调小P值，一般是把初始倾斜角调小。参考前文关于位置控制的解释，就能理解这里的意思。如果不能理解，就不要深究。 第六步：看飞机的压线效果。 如果飞机切入航线时的速度太慢，就增大“偏侧距”的P值，反之减小Ｐ值。如果飞机在航线上左右扭动，就减小“偏侧距”的D值，而如果没有阻尼的感觉，就增大Ｄ值。 ★在这里，调大P值，一般是把初始夹角调大，调小P值，一般是把初始夹角调小。参考前文关于位置控制的解释，就能理解这里的意思。如果不能理解，就不要深究。
温控仪的PID参数设置
温控仪的PID参数设置 对于XMT914、XMT614、XMT916温控仪的参数，和恒温控制的参数只有P、I、D、T、ALL、SOUF几个参数，下面我们分别介绍西安西曼电子科技有限公司温控仪的这几个参数的设定规则 P：比例系数，P是PID参数里面最关键的一个参数，如果P设定有问题，即使其他参数怎么调节，也不会有好的控制效果，XMT914、XMT614、XMT916等温控仪出厂默认的P参数是1.6，这个适合大多数系统，如果控制效果不好，无非以下三种情况，第一：温度上升缓慢，离设定的目标值还很远时，系统已经开始频繁的进行断续调节，这种情况是P参数较大造成的，此时，可以适当的减小P 的设定，P的减小每次在原来基础上变化10%进行，调整完后再进行观察，直至升温迅速，在快接近目标值时，才开始进行调节，而且没有过大的超温现象；第二种是温度上升很快，已经马上接近目标值时，系统才开始进行断续调节，这样的情况是P参数较大造成的，可以适当的减小P的设定，使系统调节的灵敏度增加，直至系统升温平缓可控，没有较大的超温现象；第三种情况，温度的上升比较平稳、迅速，但会围绕目标值上、下频繁波动，如果发现系统控制滞后，也就是说温度已经超温，系统的输出才开始减小，这时可以减小P的设定，如果发现系统控制超前，也就是，温度还没有达到目标值，就开始减小输出，那就是超前调节，这时可以增大P的设定，直至系统趋于稳定。总只，P的设定要考长时间无扰动观察，我们一般把P形象的解说为系统的灵敏度，也就像一个人的个性一样，P越小，灵敏度越大，性子越急，对温度的调节反应越迅速，当系统有一点误差时，就会做出大范围的调节，这样就会出现过犹不及的现象，造成系统震荡。反之P越大，灵敏度也就越小，属于一个慢性子的人，对温度的变化反应不积极，不如实际温度里目标温度还很远，理应迅速升温，而P过大，就会反应出升温缓慢，对超温后理应减小输出也是一样的。了解了这些，P参数的手动调节就不会有太大的问题了、 I参数：I是当系统稳定后有一个相对对误差进行调节的，比如实际值一直偏离目标值有个固定的误差，而且系统惠安能保持稳定，那这种情况就该减小I的设定，使I参数代表的积分作用加强，直至相对误差的产生；也有情况是实际值围绕目标值最上、下的偏差震荡，一会高于目标值，一会低于目标值，上、下偏差的温度基本相同，这种情况，就是I参数设定太小造成的，可以适当的增大I 的设定，减小积分的调节作用。 D参数：D是微分项，只要用于解决系统之后的问题，比如当加热全部停止后，系统的余热会上升很多，当系统开始群功率加热，儿温度需要等很长时间才开始上升，这样的系统就属于滞后型系统，如果控温效果不理想，出现关闭加热，余热导致的温度大范围过程已经开始加热后，温度不能及时有效的上升，你们就的增加P的设定，滞后越大，P的设定越大，如果系统的滞后很小，你们就可以减小P的设定。 T参数：控制周期，这是温控仪你把程序计算输出百分比的一个计量单位，比如P为5秒，那么如果PID计算后输出功率一个是80%，那么就会在每5秒时间内输出4秒，停止1秒，做到按80%的隔离输出，如果T是3秒，那么就会在没3秒内输出2.4秒，停止0.6秒，同样的输出80%，可以看出，P设定越小，控制
PID参数设置指南
P I D参数设置指南集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
P I D?参数设置指南 比例参数=比例度=比例带=δ=P b 比例系数=比例增益=放大系数=K P δ= \积分时间Ti\微分时间Td≈1\12\3 比例带P b 启动PID参数自整定程序，可自动计算PID参数，自整定成功率95%，少数自整定不成功的系统可按以下方法调PID参数。 P参数（即比例带或比例度δ、P ）设置 b ）应为多少，如不能肯定比例调节系数P（即比例带或比例度δ、P b 请把P参数（即比例带或比例度δ、P ）先设置大些（如30%），以避免 b 开机出现超调和振荡，运行后视响应情况再逐步调小，以加强比例作用的效果，提高系统响应的快速性，以既能快速响应，又不出现超调或振荡为最佳。 （比例增益Kp越大）δ值越小系统越稳定，要减小静差，就要尽量增大比例增益Kp，但由于系统有惯性，比例增益Kp增得过大，又会引起超调，使系统的被控量忽大忽小，引起系统振荡。 I参数设置 如不能肯定积分时间参数I应为多少，请先把I参数设置大些（如1800秒），(I>3600时，积分作用去除)系统投运后先把P参数（即比例带或比例度δ、P ）调好，尔后再把I参数逐步往小调，观察系统响应， b 以系统能快速消除静差进入稳态，而不出现超调振荡为最佳。
积分时间T 越长，（系统的）变化越缓慢，（系统消除静差的时间 I 就越长）。（相反，积分时间T 太短，消除静差的时间就越短，系统亦 I 会产生振荡）。 太长，又会发生在被控量急剧变化时，被控量难以迅但积分时间T I 速恢复的情况。 D参数设置 如不能肯定微分时间参数D应为多少，请先把D参数设置为O，即去 ）和I 除微分作用，系统投运后先调好P参数（即比例带或比例度δ、P b 参数，P、I确定后,再逐步增加D参数,加微分作用，以改善系统响应的快速性，以系统不出现振荡为最佳，（多数系统可不加微分作用）。 D积分参数一般是对应快速变化的场合使用，如空压机，温控仪（系统惯性大的负载）等，一般在其他场合关闭即可。 T采样周期，调节器运行一次，采样周期越大则响应越慢。