PID参数设置参考说明
PID参数如何设定调节讲解

PID参数如何设定调节讲解PID(Proportional Integral Derivative)是一种常用的控制算法,广泛应用于自动化系统和过程控制中。
PID控制器根据被控对象的误差信号进行调整,通过调节比例、积分和微分这三个参数,可以有效地控制系统的稳定性和响应速度。
下面将详细讲解如何设置PID参数进行调节。
1. 比例参数(Proportional Gain,P):比例参数决定了输出调节量与误差信号之间的关系。
增大比例参数的值可以加快系统的响应速度,但过大的值会导致系统不稳定和超调。
通常的经验法则是,开始时可以设置一个较小的比例增益,然后逐渐增大直到系统开始出现振荡或超调为止。
根据实际情况,逐步调整比例参数,使系统具有准确的控制。
2. 积分参数(Integral Gain,I):积分参数用于处理系统的静态误差。
当系统的零偏较大或变化较慢时,可以适度增大积分参数,以减小系统的稳态误差。
但过大的积分参数会导致系统不稳定。
可以采用试验法来确定合适的积分参数:首先将比例和微分参数设置为零,然后逐渐增大积分参数直到系统开始超调。
然后逐渐减小积分参数直到系统达到最佳控制性能。
3. 微分参数(Derivative Gain,D):微分参数用于补偿系统的动态误差,主要用于抑制系统响应过程中出现的振荡。
过大或过小的微分参数都会导致系统不稳定。
微分参数的选择需要结合系统响应的快慢来进行调整。
通常情况下,较慢的系统需要较大的微分参数,而较快的系统需要较小的微分参数。
可以通过试验法或经验法来调整微分参数,以便使系统的响应与期望的响应曲线相适应。
4.调节顺序和迭代调节:在调节PID参数时,一般的建议是先从比例参数开始调节,然后再逐步加入积分和微分参数。
调节过程中应根据系统的实际情况进行迭代调节,通过反馈信息和实时数据不断调整参数,使系统的控制性能达到最佳状态。
在迭代调节过程中,可以采用逐步调整法,或者借助自动调节器进行优化。
PID调节参数及方法

PID调节参数及方法PID控制是一种常用的自动控制方法,它可以根据系统的实时反馈信息,即误差信号,来调整控制器的输出信号,从而实现系统的稳定性和性能优化。
PID调节参数是PID控制器中的比例系数、积分系数和微分系数。
调节这些参数可以达到所需的动态性能和稳态精度。
下面将介绍PID调节参数及常用的调节方法。
1.比例系数(Kp):比例系数用来调节控制器输出信号与误差信号的线性关系。
增大比例系数可以加快系统的响应速度,但可能会引起系统的超调和不稳定。
减小比例系数可以提高稳定性,但可能会导致系统的响应速度变慢。
调节比例系数的方法一般有经验法和试探法。
经验法:根据经验将比例系数初值设为1,然后逐渐增大或减小,观察系统的响应情况。
当增大比例系数时,如果系统的超调量明显增加,则应适当减小比例系数;相反,如果系统的超调量过小,则应适当增大比例系数。
反复调节,直到得到满意的响应。
试探法:根据系统的特性进行试探调节。
根据系统的频率响应曲线或步跃响应曲线,选择适当的比例系数初值,然后逐渐增大或减小,观察系统的响应。
如果系统的过冲量大,则应适当减小比例系数;如果系统的响应速度慢,则应适当增大比例系数。
反复试探调节,直到得到满意的响应。
2.积分系数(Ki):积分系数用来补偿系统的静差,增加系统的稳态精度。
增大积分系数可以减小系统的稳态误差,但可能会引起系统的震荡和不稳定。
减小积分系数可以提高稳定性,但可能会导致系统的静差增大。
调节积分系数的方法一般有试探法和校正法。
试探法:将积分系数初值设为0,然后逐渐增大,观察系统的响应。
如果系统的震荡明显增强,则应适当减小积分系数;相反,如果系统的响应速度慢,则应适当增大积分系数。
反复试探调节,直到得到满意的响应。
校正法:根据系统的静态特性进行校正调节。
首先将比例系数设为一个适当的值,然后减小积分系数,直到系统的静差满足要求。
这种方法通常用于对稳态精度要求较高的系统。
3.微分系数(Kd):微分系数用来补偿系统的过冲和速度变化,增加系统的相对稳定性。
pid参数设置方法

pid参数设置方法PID参数设置是控制系统中的一项重要工作,它决定了系统对外界干扰和参考信号的响应速度和稳定性。
PID(比例-积分-微分)控制是一种基本的控制方法,通过调节比例、积分和微分三个参数,可以优化控制系统的性能。
本文将介绍三种常用的PID参数设置方法:经验法、试探法和自整定法。
一、经验法:经验法是一种基于经验和实际运行经验的参数设置方法。
它通常适用于对系统了解较多和试验数据比较丰富的情况下。
经验法的优点是简单易懂,但需要有一定的经验基础。
具体步骤如下:1.比例参数的设置:将比例参数设为一个较小的值,然后通过试验观察系统的响应情况。
如果系统的响应过冲很大,说明比例参数太大;如果响应过于迟缓,则说明比例参数太小。
根据这些观察结果,逐步调整比例参数的大小,直到系统的响应达到理想状态。
2.积分参数的设置:将积分参数设为一个较小的值,通过试验观察系统的响应情况。
如果系统存在静差,说明积分参数太小;如果系统过冲或振荡,说明积分参数太大。
根据这些观察结果,逐步调整积分参数的大小,直到系统的响应达到理想状态。
3.微分参数的设置:将微分参数设为0,通过试验观察系统的响应情况。
如果系统过冲或振荡,说明需要增加微分参数;如果系统响应过缓或不稳定,说明需要减小微分参数。
根据这些观察结果,逐步调整微分参数的大小,直到系统的响应达到理想状态。
二、试探法:试探法是一种通过试验获取系统频率响应曲线,然后根据曲线特点设置PID参数的方法。
具体步骤如下:1.首先进行一系列的试验,改变输入信号(如阶跃信号、正弦信号等)的幅值和频率,记录系统的输出响应。
2.根据试验数据,绘制系统的频率响应曲线。
根据曲线特点,选择合适的PID参数。
-比例参数:根据曲线的峰值响应,选择一个合适的比例参数。
如果曲线的峰值响应较小,比例参数可以增大;如果曲线的峰值响应较大,比例参数可以减小。
-积分参数:根据曲线的静态误差,选择一个合适的积分参数。
如果曲线存在静差,积分参数可以增大;如果曲线没有静差,积分参数可以减小。
常规PID参数设置指南

常规PID参数设置指南PID控制器是一种广泛应用于工业自动化控制系统中的一种控制策略,它通过比较被控系统的实际输出值与期望输入值的差异,实时调整输出信号,从而使被控系统的输出值稳定地趋近于期望输入值。
PID控制器的性能主要由其参数设置决定。
本文将介绍常规PID参数的设置指南。
PID控制器有三个主要参数:比例增益(Proportional Gain),积分时间(Integral Time)和微分时间(Derivative Time)。
在设置PID参数之前,需要先了解被控系统的动态特性,包括系统的稳态误差、过渡过程的超调量和调整时间等。
首先,我们先考虑比例增益(Kp)的设置。
比例增益决定了控制器输出与误差之间的线性关系。
当比例增益过小时,控制器响应较慢,系统可能无法达到期望目标;当比例增益过大时,系统可能产生震荡或不稳定的情况。
通常情况下,可以通过试探法逐步增大比例增益,直到系统产生震荡,然后适当减小比例增益至靠近震荡临界点。
这样可以保证在系统稳定的同时具有较快的响应速度。
接下来是积分时间(Ti)的设置。
积分时间决定了控制器对误差的积累情况。
当积分时间过小时,系统可能无法完全消除稳态误差;当积分时间过大时,可能导致系统过度积分以及超调量的增加。
可以通过试探法逐步增大积分时间,观察稳态误差的变化情况。
一般来说,当系统的稳态误差趋近于零时,即可认为积分时间设置合理。
需要注意的是,过大的积分时间可能导致系统响应速度变慢,因此需要在稳态误差和响应速度之间做适当的权衡。
最后是微分时间(Td)的设置。
微分时间决定了控制器对误差变化率的响应速度。
当微分时间过小时,可能导致系统对噪声敏感以及系统过度震荡;当微分时间过大时,可能导致系统的快速响应能力降低。
可以通过试探法逐步增大微分时间,观察系统的相应性能。
一般来说,当系统的超调量减小并且响应速度不明显下降时,可认为微分时间设置合理。
除了上述的常规调参方法外,还可以采用自适应PID控制算法,根据被控系统的实时动态特性自动调整PID参数。
PID参数设置及调节方法

PID参数设置及调节方法1.什么是PID控制器?PID控制器是一种常用的闭环控制器,用于自动调节系统输出以使系统响应达到期望值。
PID控制器由三个部分组成:比例(Proportional),积分(Integral)和微分(Derivative)。
比例部分根据当前误差调整输出,积分部分根据过去误差的累积调整输出,微分部分根据误差的变化率调整输出。
2.PID参数PID控制器的性能取决于三个参数:比例增益(Kp)、积分时间(Ti)和微分时间(Td)。
PID参数越合理,系统响应越快、稳定。
3.PID参数设置方法设置PID参数的一般方法包括试验法、Ziegler-Nichols法和频率响应法等。
(1)试验法:通过对系统进行试验,手动调节PID参数,观察系统响应并调整参数至效果最佳。
试验法简单有效,但需要经验和时间。
(2) Ziegler-Nichols法:通过观察系统的临界响应,确定合适的PID参数。
Ziegler-Nichols法中共有三种方法:经验法、连续模型法和离散模型法。
这些方法根据系统的临界增益(Ku)和临界周期(Tu)计算PID参数。
经验法适用于简单的系统,连续模型法适用于具有较强非线性的系统,离散模型法适用于数字控制系统。
(3)频率响应法:通过对系统进行频率响应测试,根据系统的频率特性确定PID参数。
频率响应法需要用到系统的传递函数,适用于线性、时不变的系统。
4.PID参数调节方法当得到了初步的PID参数后,还需要进行参数调节才能达到期望的控制效果。
(1)手动调参法:根据系统的响应特性,手工调整PID参数。
首先将积分和微分增益设置为零,仅调整比例增益。
根据系统的超调量和调整时间,逐渐增加积分和微分增益,直到系统响应满足要求为止。
(2)自动调参法:利用自适应算法或优化算法自动调整PID参数。
自适应算法根据系统响应实时调整PID参数,如基于模型参考自适应控制(MRAC)算法。
优化算法通过目标函数最小化或优化算法最佳PID参数。
PID参数说明及调整

PID参数说明及调整PID是一种常用的反馈控制算法,用于调节系统的输出以实现所期望的目标。
PID算法根据当前的误差值、误差的积分和误差的变化率来调整控制量,从而使得系统输出更加稳定和准确。
PID算法包括三个参数:比例增益(Proportional Gain,P)、积分时间常数(Integral Time Constant,I)和微分时间常数(Derivative Time Constant,D)。
下面详细介绍PID参数的含义和调整方法。
比例增益(P)是PID算法中最基本的参数,它用于调整系统对误差的响应速度。
比例增益参数决定了控制量与误差之间的线性关系,它的值越大,系统对误差的响应越快,但也容易导致系统产生振荡和不稳定的情况。
比例增益参数的调整一般遵循以下原则:-如果比例增益参数过大,系统将产生过度振荡和不稳定的现象,此时应该降低比例增益的值。
-如果比例增益参数过小,系统反应迟缓,难以快速收敛到期望值,此时应该增加比例增益的值。
-比例增益的调整也需要考虑系统的动态范围,不同的系统可能需要不同范围的比例增益。
积分时间常数(I)用于对误差的积分项进行调整,它用于解决系统存在的稳态误差问题。
积分时间常数参数的值越大,系统对误差的积分效果越好,但也容易导致系统的超调和振荡。
对于稳态误差较大的系统,可以适当增加积分时间常数的值;如果系统已经接近稳态,可以适当减小积分时间常数的值。
微分时间常数(D)用于对误差的变化率进行调整,它可以帮助系统更快地收敛到期望值。
微分时间常数参数的值越大,系统对误差变化率的响应越快,但也容易导致系统产生振荡和不稳定的情况。
对于系统存在较大的误差变化率或快速变化的干扰的情况,可以适当增加微分时间常数的值。
调整PID参数的方法有多种,可以通过试错法、经验法或基于数学模型的方法进行。
- Ziegler-Nichols方法:通过系统响应曲线的形态特征,选择适当的PID参数值。
该方法适用于对系统稳定性和快速相应要求较高的情况。
常规PID参数设置指南

常规PID参数设置指南启动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参数设置如不能肯定比例调节系数P应为多少,请把P参数先设置大些(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。
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。
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,即去除微分作用,系统投运后先调好P参数和I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)。
1. PID调节器的适用范围PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。
均可以达到0.1%,甚至更高的控制要求。
2. PID参数的意义和作用指标分析P、I、D: y=yP+yi+ yd2.1. P参数设置名称:比例带参数,单位为(%)。
比例作用定义:比例作用控制输出的大小与误差的大小成正比,当误差占量程的百分比达到P值时,比例作用的输出=100%,这P就定义为比例带参数。
即yp= ×100% = ×100% = Kp • Err (1)(其中:yP=KP•Δ、Δ=SP-PV,取0-100%)KP=1/(FS•P)也可以理解成,当误差达到量程乘以P(%)时,比例作用的输出达100%。
例:对于量程为0-1300℃的温控系统,当P设置为10%时,FS乘以P等于130℃,说明当误差达到130℃时,比例作用的输出等于100%,误差每变化1℃,比例作用输出变化0.79%,若需加大比例作用的调节能力,则需把P参数设置小些,或把量程设置小些。
PID参数设置指南

PID参数设置指南PID控制器是一种广泛应用于工业控制中的自动控制器。
PID控制器主要由比例项(P项)、积分项(I项)和微分项(D项)组成。
通过调整这些参数可以实现对控制系统的精确控制,提高控制系统的性能。
在进行PID参数设置之前,需要先了解控制系统的特性和要求,包括控制目标、控制对象的动态特性以及控制系统的稳定性要求等。
下面是一些常见的PID参数设置指南,可以参考:1.比例参数(P参数)的设置:比例参数决定了控制输出与控制误差之间的关系。
当P参数增大时,控制输出对控制误差的响应速度加快,但系统的稳定性可能会下降。
通常情况下,可以先将P参数设为一个初始值,然后逐步增大或减小其值,观察系统的响应速度和稳定性,选择一个合适的值。
2.积分参数(I参数)的设置:积分参数决定了控制输出对控制误差的积累量的响应程度。
当I参数增大时,系统对长时间的控制偏差有更强的响应能力,但系统的稳定性可能会降低,容易导致系统震荡。
可以先将I参数设为一个较小的值,然后逐步增大其值,观察系统的稳定性和控制精度,选择一个合适的值。
3.微分参数(D参数)的设置:微分参数对控制误差变化率的响应程度进行调整。
当D参数增大时,系统对控制误差的变化速度有更强的响应能力,但过大的D参数可能会导致系统的不稳定性。
可以先将D参数设为一个较小的值,然后逐步增大其值,观察系统的响应速度和稳定性,选择一个合适的值。
4.参数整定方法:a.手动调整法:根据经验和直觉,逐步调整PID参数,观察系统的响应和稳定性,进行迭代优化。
b. Ziegler-Nichols调整法:该方法通过系统的临界增益和周期来确定比例增益、积分时间和微分时间的初值,然后根据对系统的观察和调整来优化参数设置。
c. 其他自动整定法:如Chien-Hrones-Reswick(CHR)法、Lambda法等,通过对系统的开环和闭环响应的分析来自动整定PID参数。
5.参数优化:可以使用自动优化算法,如遗传算法、粒子群优化算法等,来自动最优的PID参数组合,以达到最佳控制效果。
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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;
DISV :REAL:允许的扰动量,前馈控制加入,一般不设置;
B:部分输出参数说明:
LMN :REAL:PID输出;
LMN_P :REAL:PID输出中P的分量;(可用于在调试过程中观察效果)
LMN_I :REAL:PID输出中I的分量;(可用于在调试过程中观察效果)
LMN_D :REAL:PID输出中D的分量;(可用于在调试过程中观察效果)
C:规格化概念及方法:
PID参数中重要的几个变量,给定值,反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示,而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入,或者输出控制模拟量的
因此,需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据,或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出,这个过程称为规格化
规格化的方法:(即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量)
对于输入和反馈,执行:变量*100/27648,然后将结果传送到PV-IN和SP-INT
对于输出变量,执行:LMN*27648/100,然后将结果取整传送给PQW即可;
D:PID的调整方法:
一般不用D,除非一些大功率加热控制等惯大的系统;仅使用PI即可,
一般先使I等于0,P从0开始往上加,直到系统出现等幅振荡为止,记下此时振荡的周期,然后设置I为振荡周期的0.48倍,应该就可以满足大多数的需求。
我记得网络上有许多调整PID的方法,但不记得那么多了,先试试吧。
附录:PID的调整可以通过“开始—>SIMATIC->STEP7->PID调整”打开PID调整的控制面板,通过选择不同的PID背景数据块,调整不同回路的PID参数。