完整介绍pid调试方法
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参数的调整方法
PID参数的调整方法1. 经验调整法（Trial and Error Method）：这是一种最简单、最常用的方法。
通过观察系统的响应特性，手动调整PID参数，直到满足要求的控制效果。
这种方法需要经验丰富的控制工程师，并且时间消耗较大。
2. Ziegler-Nichols 法则：该方法是由Ziegler和Nichols于1942年提出的，是一种经典的自整定方法。
该方法通过施加阶跃信号，观察系统的响应曲线，根据曲线的一些特性来确定PID参数。
包括：增益临界法（P-临界）、重频临界法（PI-临界）和周期振荡法（PID-临界）等三种方法。
3. 闭环试校法（Closed Loop Tuning Method）：这是一种能够在线调整PID参数的方法。
通过在稳态和非稳态条件下，使系统自动识别其自身的响应特性，然后根据系统的性能指标进行PID参数调整。
常见的闭环试校方法有：积分分离法、自适应校正法、计算机仿真法等。
4. 频域设计法（Frequency Domain Design Method）：这种方法主要是基于系统的频域特性进行PID参数的调整。
通过分析系统的频响曲线、相位裕度、增益裕度等参数，确定适合的PID参数。
常见的频域设计方法有：Nyquist曲线法、根轨迹法等。
值得注意的是，PID参数调整并不是一种一劳永逸的方法。
不同的系统、不同的控制目标需要不同的参数调整方法，而且系统的参数也可能随时间发生变化。
因此，需要控制工程师在实际的应用中，结合实际情况选择合适的PID参数调整方法，并根据系统的变化进行适时的参数调整，以保证系统的稳定性和性能。
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调节方法
PID调节方法PID调节是一种广泛应用于工业过程控制的方法，通过测量控制系统的输出与期望值之间的误差，并根据误差的大小来调整控制系统的输入，以使输出与期望值尽可能一致。
PID调节的主要目标是快速、准确地调整系统的响应速度、稳定性和稳态精度。
下面将详细介绍PID调节的原理、调参方法和一些常见的应用。
1.PID调节的原理\[Output = K_p \cdot Error + K_i \cdot \int{Error}\ dt + K_d \cdot \dfrac{d(Error)}{dt}\]其中，\(K_p\)、\(K_i\)和\(K_d\)分别是比例、积分和微分参数。
比例项（P）通过根据误差的大小来调整输出，具有快速的响应速度和较小的超调。
积分项（I）通过累积误差来减小稳态误差，具有消除静差的作用。
微分项（D）通过对误差变化率的控制，可以避免输出的过度波动。
通过调整三个参数的大小和比例，可以在控制系统中实现适当的响应速度、稳定性和稳态精度。
2.PID调节的调参方法调参是PID调节的关键步骤，合适的参数设置可以使系统达到最佳的控制效果。
常见的PID调参方法有经验法、试验法和优化算法。
（1）经验法：根据经验公式设置PID参数。
这种方法基于经验，适用于一些简单的控制系统。
常见的经验法有经验公式法、手动调参法和Ziegler-Nichols法。
其中，经验公式法是根据控制对象的性质和要求选择合适的参数；手动调参法是通过观察系统响应和对参数的手动调整来获得合适的参数；Ziegler-Nichols法是一种经验调参法，通过对系统进行临界增益试验来确定PID参数。
（2）试验法：基于试验和观察系统响应的方法。
通过改变PID参数的值，观察系统的响应和性能指标，如超调量、调整时间和稳态误差等，来判断参数的合适性。
这种方法需要多次试验调整，比较耗时。
（3）优化算法：使用数学方法和计算机算法来最佳的PID参数。
常见的优化算法有基于遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。
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。
PID调节的详细说明
1. PID调试步骤没有一种控制算法比PID调节规律更有效、更方便的了。
现在一些时髦点的调节器基本源自PID。
甚至可以这样说：PID调节器是其它控制调节算法的吗。
为什么PID应用如此广泛、又长久不衰？因为PID解决了自动控制理论所要解决的最基本问题，既系统的稳定性、快速性和准确性。
调节PID的参数，可实现在系统稳定的前提下，兼顾系统的带载能力和抗扰能力，同时，在PID调节器中引入积分项，系统增加了一个零积点，使之成为一阶或一阶以上的系统，这样系统阶跃响应的稳态误差就为零。
由于自动控制系统被控对象的千差万别，PID的参数也必须随之变化，以满足系统的性能要求。
这就给使用者带来相当的麻烦，特别是对初学者。
下面简单介绍一下调试PID参数的一般步骤：1．负反馈自动控制理论也被称为负反馈控制理论。
首先检查系统接线，确定系统的反馈为负反馈。
例如电机调速系统，输入信号为正，要求电机正转时，反馈信号也为正（PID算法时，误差=输入-反馈），同时电机转速越高，反馈信号越大。
其余系统同此方法。
2．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。
3．一般步骤 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 比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大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%。
PID参数的调整方法
PID参数的调整方法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算法，通过对控制系统的反馈信号进行分析和调整，来实现对控制系统的稳定控制。
PID参数调整的目的是通过修改PID控制器的三个参数（比例增益P、积分时间Ti、微分时间Td），来达到最优的控制效果。
下面将介绍几种常见的PID参数调整方法。
1.经验法：经验法是一种直接根据经验经验的方法来调整PID参数的调整方法，是初学者常用的方法。
经验法的基本原理是通过系统的试验，根据实际的经验经验来进行参数的调整。
其流程主要包括以下几个步骤：1）选择一个适当的比例增益P，使系统能够快速而准确地响应，但不引起系统的振荡。
2）逐渐增加积分时间Ti，使系统的稳态误差趋于零。
3）逐渐增加微分时间Td，使系统的响应更加平稳。
2. Ziegler-Nichols 调参法：Ziegler-Nichols 调参法是一种基于试验的经验方法，适用于较简单的系统。
其主要思想是通过改变比例增益P、积分时间Ti、微分时间Td的值，找到系统的临界增益和周期，然后根据经验公式计算参数。
具体步骤如下：1）以较小的增量逐步增加比例增益P，使系统产生小幅振荡。
2）记录振荡周期Tosc和振幅Aosc。
3）根据经验公式计算PID参数：P = 0.6KoscTi = 0.5ToscTd = 0.125Tosc3. Chien-Hrones-Reswick 调参法：Chien-Hrones-Reswick 调参法是一种经验法，适用于非线性和阻滞比较大的系统。
该方法主要通过分析系统的特性来进行参数调整。
具体步骤如下：1）选择一个适当的比例增益P，使系统快速而准确地响应。
2）根据系统的阶跃响应曲线，确定时间常数τp（过程时间常数），并计算增益裕度Kr（Kr=τp/T p）。
3）根据Kr的值，选择合适的积分时间Ti和微分时间Td。
4.自整定法：自整定法是一种根据系统的特性自动调整PID参数的方法，适用于不断变化的复杂系统。
PID参数以及PID调节
PID参数以及PID调节PID参数是一种常用的控制器参数，用于控制系统中的反馈环节，以达到期望的输出。
PID调节是对PID参数进行调整，以优化控制系统的性能。
PID（Proportional-Integral-Derivative）是一个由比例项、积分项和微分项组成的数学表达式，用于确定控制系统的输出。
在PID参数中，比例项（P项）用于根据当前偏差的大小调整输出；积分项（I项）用于根据过去偏差的累积值调整输出；微分项（D项）则用于根据当前偏差的变化速度调整输出。
PID参数的值直接影响着控制系统的性能，因此需要进行调节。
PID调节有多种方法和技巧，下面将介绍一些常用的调节方法：1.手动调节法：首先将I项和D项的参数设为零，然后逐步增大P项的数值，直到出现超调现象。
接着逐步减小P项数值，使系统的超调范围逐渐缩小，直至满足要求为止。
最后，逐一增加I项和D项的数值，注意调整的顺序和步骤，直到获得最佳的响应速度和稳定性。
2. Ziegler-Nichols法：这是一种经典的基于实验的PID调节方法。
该方法首先将I项和D项的参数设为零，然后逐步增大P项的数值，直到系统输出开始出现稳定振荡。
通过记录此时的临界增益值Kc和振荡周期Tu，可以使用固定的数学公式计算出P、I和D的参数。
3.自整定法：这是一种基于系统参数辨识的PID调节方法。
该方法通过对于开环与闭环响应的分析，识别出系统的速度常数和时间延迟等参数，从而确定最优的PID参数。
4.基于优化算法的自动调节法：这是一种由计算机自动调整PID参数的方法，常用的有遗传算法、模糊控制算法、粒子群优化算法等。
该方法基于优化算法，通过不断迭代的方式寻找最优的PID参数组合，以达到最佳的控制效果。
总结起来，PID参数的调节是一个复杂的过程，需要结合实际系统的特点和要求，运用不同的调节方法和技巧进行。
通过合理的参数调节，可以优化控制系统的性能，提高系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力，从而实现更好的控制效果。
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1.1 衰减曲线法
衰减曲线法是在总结临界比例带法基础上发展起来的，它是利用比例作用下产生的4:1衰减振荡(ψ=0.75)过程时的调节器比例带δs
及过程衰减周期s T ，
据经验公式计算出调节器的各个参数。
衰减曲线法的具体步骤是：
(1)置调节器的积分时间i T →∞，微分时间d T →0，比例带δ为一稍大的值；将系统投入闭环运行。
(2)在系统处于稳定状态后作阶跃扰动试验，观察控制过程。
如果过渡过程衰减率大于0.75，应逐步减小比例带值，并再次试验，直到过渡过程曲线出现4:1的衰减过程。
记录下4:1的衰减振荡过程曲线，如图所示的曲线上求取ψ=0.75时的振荡周期s T 结合此过程下的调节器比例带s δ，按表计算出调节器的各个参数。
表衰减曲线法计算公式
4：1衰减曲线法PID 参数整定经验公式
10：1衰减曲线法PID 参数整定经验公式
图衰减曲线
(3)按计算结果设置好调节器的各个参数，作阶跃扰动试验，观察调节过程，适当修改调节器参数，到满意为止。
与临界比例带法一样，衰减曲线法也是利用了比例作用下的调节过程。
从表3-5可以发现，对于ψ=0.75，采用比例积分调节规律时相对于采用比例调节规律引入了积分作用，因此系统的稳定性将下降，为了仍然能得到ψ=0.75的衰减
率，就需将s δ放大1.2倍后作为比例积分调节器的比例带值。
1.2临界比例带法
临界比例带法又称边界稳定法，其要点是将调节器设置成纯比例作用，将系统投入自动运行并将比例带由大到小改变，直到系统产生等幅振荡为止。
这时控制系统处于边界稳定状态，记下此状态下的比例带值，即临界比例带K δ以及振荡周期K T ，然后根据经验公式计算出调节器的各个参数。
可以看出临界比例带法无需知道对象的动态特性，直接在闭环系统中进行参数整定。
临界比例带法的具体步骤是：
(1)将调节器的积分时间置于最大，即i T →∞；置微分时间d T =0；置比例带δ于一个较大的值。
(2)将系统投入闭环运行，待系统稳定后逐渐减小比例带δ，直到系统进入等幅振荡状态。
一般振荡持续4～5个振幅即可，试验记录曲线如图3-7所示。
图等幅振荡曲线
(3)据记录曲线得振荡周期K T ，此状态下的调节器比例带为K δ，然后按表3-6计算出调节器的各个参数。
表1 临界比例带法计算公式()75.0=ψ
(4)将计算好的参数值在调节器上设置好，作阶跃响应试验，观察系统的调节过程，适当修改调节器的参数，直到调节过程满意为止。
除此之外，动态参数法、经验试凑法、理论计算法，不述了。
上面的两种方法，任何工程人员，只要按照步骤走完，大都可以整定出差不离的参数的。
不管什么样的工程指导文档，最好是这种有可实现的具体步骤。
2细化模块说明
2.1原模块说明
1.参数意义
SP:先进控制模型设定值
PV:先进控制模型测量值
AV:先进控制模型总输出
-5-1+1+5:PID手动时，调节输出量
正反作用：调节PID的作用方向
PVMD:先控模型输入量程下限(PID在计算比例带时使用，根据实际仪表量程设置)
PVMU:先控模型输入量程上限(PID在计算比例带时使用，根据实际仪表量程
设置)
MD:先控模型输出量程下限(PID在计算比例带时使用，根据实际仪表量程设置)
MU:先控模型输出量程上限(PID在计算比例带时使用，根据实际仪表量程设置)
SVL:PID积分启动下限（PV量程*SVL%），实际偏差小于此下限，停止积分SVH: PID变积分启动上限（PV量程*SVL%），实际偏差大于此下限，启动变积分
OUTB:先控模型输出下限
OUTT:先控模型输出上限
AV_P:PID部分输出值
AV_R:软伺服部分输出值
AV_GC:扰动观测器的输出
AV_J:扰动观测器静态部分输出值
AV_D:扰动观测器动态部分输出值
AV_C:重叠控制部分输出值
TC:扰动观测器扫描时间
TZ:扰动观测器专家时间
GC1:扰动观测器静态系数（设置为正数，已经通过正反作用确定了系数的正负）
GC2:扰动观测器动态系数（设置为正数，已经通过正反作用确定了系数的正负）
OUTL:扰动观测器输出下限
OUTH:扰动观测器输出上限
CDGD:重叠控制拐点
CDKJ:重叠控制扰动观测静态系数（设置为正数，已经通过正反作用确定了系数的正负）
CDKD:重叠控制扰动观测动态系数（设置为正数，已经通过正反作用确定了系数的正负）
CDBH:重叠控制扰动观测输出
CDK1:重叠控制启动输出系数，为正数（设置为正数，已经通过正反作用确定了系数的正负）
CDK2:重叠控制退出输出系数，可正可负,为正数时，表示恢复时按照相同方向恢复，为负数时，表示按照相反方向恢复。
如为0.2时，假如拐点设置为1，作用时是加1的，在返回时，由原来加1的，变为加0.2，整理到PID输出上，比CD没起作用时增加0.2。
相反如果为-0.2时，假如拐点设置为1，作用时是加1的，在返回时，返回为-0.2，比原来还要减少0.2的量。
TL1：软伺服小周期时间参数，软伺服多个段的周期一致
E1：软伺服小偏差量参数
AO1：软伺服小幅度输出参数
TL2/E2/AO2，TL3/E3/AO3，TL4/E4/AO4意义相同
TL:软伺服防抖时间
PO:PID参考比例参数
PTK:PID比例自整定系数
KP:PID变比例系数
P:PID修正后比例参数
TI0:PID参考积分参数
PTK:PID积分自整定系数
KI:PID变积分系数
TI:PID修正后积分参数
TD:PID参考微分参数
KD:PID变微分系数
SP_RH:先进控制模型设定值变化速率，每个扫描周期的变化量
ORL:先进控制模块输出下限，只有先控模块的每次累积输出大于该值时，输出才发生一次变化。
备注：目前扰动观测器、重叠控制、软伺服的作用方式都与PID正反作用一致。
扰动观测器、重叠控制的静动态系数都设置成正数。
通过左键点击调试窗口中的输出变量AV_P、AV_R、AV_GC、AV_J、AV_D、AV_C，
可以隐藏或显示右侧趋势中的曲线。
原模块的说明书，除了对变量的描述，其它信息比较少，不利于工程人员掌握，有时还容易出错。
一个好产品，应该配有一个好说明书。
2.2、建议把名词解释做成表格，增加数据类型，默认值等
如下图：
2.3建议增加算法逻辑图
向工程人员描述清楚计算流程。
计算的大致流程不涉及什么秘密的，都是标准的算法，下面举和利时PID算法块的计算流程供参考。
2.4建议增加算法的公式，如下图
如限幅、限速等。
如下，示例。
2.6建议给出一个应用举例，供工程人员参考，如下图。