PI调节规律
双闭环pi参数调节技巧
双闭环pi参数调节技巧双闭环PI参数调节技巧引言：双闭环PI参数调节技巧是一种常用的控制策略，广泛应用于工业自动化系统中。
本文将深入探讨双闭环PI参数调节技巧的多个方面，从理论基础、调节方法、优化策略等方面进行介绍和讨论。
一、双闭环控制理论基础1.1 双闭环控制原理双闭环控制是指在主闭环的基础上再添加一个辅助闭环，将被控对象的输出作为辅助闭环的参考输入。
这样，主闭环通过调节控制器参数来控制辅助闭环。
这种控制策略可以更好地消除扰动和提高系统的鲁棒性。
1.2 双闭环PI参数调节的必要性双闭环控制相比单闭环控制，具有更好的控制性能和抗干扰能力。
然而，参数的选择对系统的控制效果至关重要。
通过对PI参数的合理选择和调节，可以实现系统的快速响应、稳定性和鲁棒性。
二、双闭环PI参数调节的方法2.1 经验法则法经验法则法是一种常用的参数调节方法，通过调整经验法则中的参数来得到合适的PI参数。
Ziegler-Nichols法则和Chien-Hrones-Reswick法则等都是常见的经验法则。
2.2 试控法试控法是指通过不断试控和观察系统响应，来调节PI参数。
具体操作可以采用逐步调整法、渐进调整法或分步调整法等。
这种方法需要经验丰富的调节员或现场试验。
2.3 自整定方法自整定方法是指利用系统的数学模型和自整定规律，通过计算机辅助设计软件来获取合适的PI参数。
常见的自整定方法有最小二乘法、优化算法和专家系统等。
三、双闭环PI参数调节的优化策略3.1 正交实验法正交实验法是一种常用的优化策略，通过设计一组正交实验矩阵来寻找最佳的PI参数组合。
这种方法可以最大程度地减少试验次数，提高调节效率。
3.2 遗传算法遗传算法是一种优化搜索算法，通过模拟生物进化过程，不断调整参数组合，使目标函数达到最优。
遗传算法可以克服传统方法在参数搜索空间大时的困难，具有较好的全局优化能力。
3.3 控制器参数整定软件控制器参数整定软件是运用计算机辅助设计工具，通过建立系统模型和优化算法，自动搜索最佳的PI参数组合。
pi调节
论坛上有一个帖子问:“pi d参数工程整定法里，资料介绍常用的是临界比例度法......。
疑问有二：1. 比例系数如何调整？变化的频度和幅度如何选取？2. 如何判断已经达到了临界振荡呢？判断的数学模型是什么?”。
临界比例度整定法又称为“闭环振荡法”，它的特点是:不需要求得控制对象的特性，而直接在闭合的控制系统中进行整定。
但在某些生产过程中不允许振荡的场合，此整定法就不适用了。
我们先看一下，用临界比例度整定法时，怎样来得到临界比例度PB和临界周期Tk。
1．被控系统稳定后，把控制器的积分时间放到最大，微分时间放到零(相当于切除了积分和微分作用，只使用比例作用)。
2．通过外界干扰或使控制器设定值作一阶跃变化，观察由此而引起的测量值振荡。
3．从大到小的，逐步把控制器的比例度减小，看测量值振荡的变化是发散的还是衰减的?如是衰减的则应把比例度继续减小；如是发散的则应把比例度放大。
4．连续重复2、3步，直至测量值按恒定幅度和周期发生振荡，即持续4--5次等幅振荡为止。
此时的比例度示值就是临界比例度PB。
5．从振荡波形图来看，来回振荡一次的时间就是临界周期Tk，即从振荡波的第一个顶点到第二个波的顶点的时间。
如果有条件用记录仪，就比较好观察了，即可看振荡波幅值，还可看测量值输出曲线的峰--峰距离，把该测量值除以记录纸的走纸速度，就可计算出临界周期Tk。
得到了临界比例度PB和临界周期Tk后，就可根据经验公式求出控制器的P.Ti.Td参数，然后进行整定了。
经验公式及整定方法，许多书上都有介绍，不再赘述。
所谓比例度就是使控制器输出变化全范围时，输入偏差改变了满量程的百分数。
比例控制器实际上就是一个放大倍数可调的放大器，其既可以起放大作用，也可以起缩小作用。
比例度与控制器的放大器倍数的倒数成比例，也就是说控制器的比例度示值越小，它的放大倍数就越大，它把偏差放大的能力越大，反之亦然。
知道了以上关系，用临界比例度整定法时，比例度如何调整？就清楚了，变化的频度以持续4--5次等幅振荡即可；变化的幅度当然是越大越好观察，但有个前提是不能超过工艺允许的最大偏差。
直流电机pi调节原理
直流电机pi调节原理直流电机是一种常用的电动机，具有结构简单、可靠性高、效率高等优点，在工业生产和日常生活中都得到了广泛应用。
而PI调节是一种常用的控制方法，可以使直流电机的转速和位置得到精确控制。
本文将介绍直流电机PI调节的原理和应用。
我们来了解一下直流电机的工作原理。
直流电机通过直流电源供电，使电机转子产生旋转，从而将电能转化为机械能。
直流电机的转速和位置是由电机的电压和电流来控制的。
当我们希望直流电机能够按照我们的要求精确运行时，就需要使用控制方法来实现。
PI调节是一种常用的控制方法，它通过对电机的电压进行调节，使电机的转速和位置达到预期目标。
PI调节的原理是通过比较电机的实际转速或位置与期望值的差异，计算出一个控制量，然后将这个控制量作为输入，经过PID控制器的处理，最终输出到电机的电压控制回路中，从而调节电机的转速和位置。
具体来说，PI调节的过程分为两个步骤：比例控制和积分控制。
比例控制是根据实际转速或位置与期望值的差异的大小来确定控制量的大小，这里的控制量就是电机的电压。
当实际转速或位置与期望值的差异越大时，控制量就越大，电机的电压就会增加，从而加快电机的转速或调整电机的位置。
而当实际转速或位置与期望值的差异越小时，控制量就越小，电机的电压就会减小，从而减慢电机的转速或调整电机的位置。
然而，仅仅使用比例控制是不够的，因为比例控制存在一个固有的误差，即实际转速或位置与期望值的差异永远无法完全消除。
为了解决这个问题，我们引入了积分控制。
积分控制是根据实际转速或位置与期望值的累计误差来确定控制量的大小。
当实际转速或位置与期望值的累计误差越大时，控制量就越大，电机的电压就会增加，从而加快电机的转速或调整电机的位置。
而当实际转速或位置与期望值的累计误差越小时，控制量就越小，电机的电压就会减小，从而减慢电机的转速或调整电机的位置。
通过比例控制和积分控制的组合，我们可以实现对电机的精确控制。
除了转速和位置控制外，PI调节还可以用于电机的负载调节。
电机转速pi调节公式
电机转速pi调节公式电机转速PI调节公式一、引言电机转速调节是工业控制领域中常见且重要的问题之一。
在许多应用中，精确控制电机的转速对于保证系统的稳定性和性能至关重要。
本文将介绍一种常用的电机转速PI调节公式，旨在提供一种有效的方法来实现电机转速的精确控制。
二、电机转速PI调节公式电机转速PI调节公式通常由两个部分组成：比例控制和积分控制。
比例控制用于根据转速误差的大小调整输出信号的幅度，而积分控制则用于根据转速误差的持续时间调整输出信号的持续时间。
1. 比例控制比例控制的目标是根据转速误差的大小来调整输出信号的幅度，以使转速误差逐渐减小。
比例控制公式如下：输出信号 = Kp × 转速误差其中，Kp为比例系数，用于确定输出信号的幅度大小。
较大的Kp 值将导致较大的输出信号，从而更快地减小转速误差，但也可能引发系统的不稳定性。
2. 积分控制积分控制的目标是根据转速误差的持续时间来调整输出信号的持续时间，以使转速误差逐渐趋于零。
积分控制公式如下：输出信号= Ki × ∫转速误差 dt其中，Ki为积分系数，用于确定输出信号的持续时间。
较大的Ki 值将导致较长的输出信号持续时间，从而更快地减小转速误差，但也可能引发系统的震荡和超调。
3. PI调节公式将比例控制和积分控制结合起来，即可得到电机转速PI调节公式：输出信号 = Kp × 转速误差+ Ki × ∫转速误差 dt通过调整比例系数Kp和积分系数Ki的数值，可以实现对电机转速的精确控制。
较小的Kp和Ki值将导致较慢的响应速度，但可以提高系统的稳定性；较大的Kp和Ki值则可以实现更快的响应速度，但可能导致系统的不稳定性和震荡。
三、结论电机转速PI调节公式是一种常用且有效的方法，可用于实现电机转速的精确控制。
通过调整比例系数Kp和积分系数Ki的数值，可以根据实际需求来平衡系统的响应速度和稳定性。
在实际应用中，需要根据具体情况进行参数调整和实时监控，以保证系统的稳定性和性能。
pi调节器原理
pi 调节器原理
PI 调节器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，下面就跟小编一起来了解下PI 调节器的原理，电路以及其它pi 调节器的知识吧。
什幺是PI 调节器
PI 调节器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例（P）和积分（I）通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。
比例调节作用：按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用：使系统消除稳态误差，提高无差度。
因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。
积分作用的强弱取决于积分时间常数TI，TI 越小，积分作用就越强。
反之TI 大则积
分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。
积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI 调节器或PID 调节器。
PI系数调节方法
PI系数调节方法PI控制是一种常用的控制算法，用于调节系统的响应速度和稳定性。
PI控制器基于系统的反馈信号和设定值之间的误差来调节输出信号，其控制规则简单且易于实现。
PI控制器常用的调节方法包括手动调节和自动调节。
手动调节方法通常用于系统初次调节，通过试错法来寻找最佳的控制参数。
自动调节方法则是利用专门的调节算法来自动确定最佳的控制参数。
在手动调节方法中，最常用的方法是经验法。
该方法基于试错法和经验经验，通过在实际应用中不断调整控制参数，观察系统的响应和稳定性，来寻找最佳的参数组合。
这种方法需要一定的经验和实践，适用于简单的系统，但对于复杂的系统往往不太适用。
另外一个常用的手动调节方法是Ziegler-Nichols方法。
该方法利用试错法来确定系统的临界增益和临界周期，然后根据这些值计算出最佳的PI参数。
该方法相对简单，但需要较多的试验数据和计算，适用于较为复杂的系统。
自动调节方法中，最常用的方法是基于脉冲相应曲线的自整定方法，如Chien–Hrones–Reswick方法和Cohen-Coon方法。
这些方法通过得到系统的脉冲响应曲线，采用数学模型来计算出最佳的PI参数。
这些方法相对准确且适用范围广，但需要系统具备一定的稳定性和可预测性。
除了上述方法外，还有一些高级的自动调节方法，如模糊控制、神经网络控制和遗传算法控制等。
这些方法通常需要更复杂的计算和运算，但能够适应更为复杂和非线性的系统。
在使用PI控制器进行调节时，需要根据具体的系统特点和需求选择合适的调节方法。
同时，还需要注意调节过程中的稳定性和系统反应速度的平衡，以及控制参数的限制范围，避免过调或欠调。
总之，PI控制器的调节方法有许多种，每种方法都有其适用的场景和特点。
通过在实践中的不断尝试和经验总结，可以找到最佳的调节方法，并根据实际情况对控制参数进行调整，从而达到系统的最佳控制效果。
PI参数调节经验
确定比例系数Kp
确定比例系数Kp时，首先去掉PID的积分项和微分项，可以令Ti=0、Td=0，使之成为
纯比例调节。输入设定为系统允许输出最大值的60％～70％，比例系数Kp由0开始逐渐增大，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例系数Kp逐渐减小，直至系统振荡消失。记录此时的比例系数Kp，设定PID的比例系数Kp为当前值的60％～70％。
(2)
确定积分时间常数Ti
比例系数Kp确定之后，设定一个较大的积分时间常数Ti，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，然后再反过来，逐渐增大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150％～180％。
(3)
确般不用设定，为0即可，此时PID调节转换为PI调节。如果需要设定，则与确定Kp的方法相同，取不振荡时其值的30％。
(4)
系统空载、带载联调
对PID参数进行微调，直到满足性能要求。
PI系数调节方法
PI系数调节方法PI（Proportional-Integral）控制器是一种经典的控制器方法，被广泛应用于工业自动化中。
PI控制器是基于误差的比例和积分的概念来设计的，通过调节控制器的参数来实现系统的稳定性和性能优化。
本文将介绍PI控制器的系数调节方法。
PI控制器的一般形式可以表示为：u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t) dt其中，u(t)是控制器的输出，e(t)是控制误差，Kp是比例系数，Ki 是积分系数。
比例系数Kp用于根据误差大小来调节控制器的输出，积分系数Ki用于根据误差大小和时间来调节控制器的输出。
1.手动调节法：手动调节法是最常用的一种调节方法，它通常分为以下几个步骤：1.1设置比例系数Kp为0，将积分系数Ki设置为一个较小的值，这样可以消除系统的超调现象。
1.2增加比例系数Kp的值，观察系统的响应，并逐步增大Kp的值，直到系统开始出现超调现象为止。
这时的Kp值被称为临界增益。
1.3当确定了临界增益Kp后，可以再次减小Ki的值，以降低系统的超调现象。
1.4进一步微调Kp和Ki的值，使系统的性能达到满意的水平。
手动调节法的优点是简单易懂，但它需要大量的试验和经验，并且调节过程较为耗时。
2. Ziegler-Nichols方法：Ziegler-Nichols方法是一种经验法，可以通过快速的试验实验来确定PI控制器的参数。
具体步骤如下：2.1设置比例系数Kp为0，将积分系数Ki设置为一个较小的值，如0.022.2增加Kp的值，直到系统开始出现快速的震荡现象为止。
2.3 记录临界增益Kcu和临界周期Tu。
2.4根据系统的控制类型（P型、PI型、PID型）选择合适的调节参数。
- 对于P型系统：Kp = 0.5 * Kcu，Ki = 0，Kd = 0。
- 对于PI型系统：Kp = 0.45 * Kcu，Ki = 1.2 / Tu，Kd = 0。
- 对于PID型系统：Kp = 0.6 * Kcu，Ki = 2 / Tu，Kd = 0.125 * TuZiegler-Nichols方法是一种快速确定PI控制器参数的方法，但它不适用于所有类型的系统，且在一些情况下会导致超调现象。
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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。
5、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。
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。
书上的常用口诀：
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
这里介绍一种经验法。
这种方法实质上是一种试凑法,它是在生产实践中总结出来的行之有效的方法,并在现场中得到了广泛的应用。
这种方法的基本程序是先根据运行经验,确定一组调节器参数,并将系统投入闭环运行,然后人为地加入阶跃扰动（如改变调节器的给定值）,观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。
若认为控制质量不满意,则根据各整定参数对控制过程的影响改变调节器参数。
这样反复试验,直到满意为止。
经验法简单可靠,但需要有一定现场运行经验,整定时易带有主观片面性。
当采用PID调节器时,有多个整定参数,反复试凑的次数增多,不易得到最佳整定参数。
下面以PID调节器为例,具体说明经验法的整定步骤：
⑴让调节器参数积分系数S0=0,实际微分系数k=0,控制系统投入闭环运行,由小到大改变比例系数S1,让扰动信号作阶跃变化,观察控制过程,直到获得满意的控制过程为止。
⑵取比例系数S1为当前的值乘以0.83,由小到大增加积分系数S0,同样让扰动信号作阶跃变化,直至求得满意的控制过程。
(3)积分系数S0保持不变,改变比例系数S1,观察控制过程有无改善,如有改善则继续调整,直到满意为止。
否则,将原比例系数S1增大一些,再调整积分系数S0,力求改善控制过程。
如此反复试凑,直到找到满意的比例系数S1和积分系数S0为止。
⑷引入适当的实际微分系数k和实际微分时间TD,此时可适当增大比例系数S1和积分系数S0。
和前述步骤相同,微分时间的整定也需反复调整,直到控制过程满意为止。
注意：仿真系统所采用的PID调节器与传统的工业 PID调节器有所不同,各个参数之间相互隔离,互不影响,因而用其观察调节规律十分方便。
（学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）。