2009-03-27
PID控制器（比例-积分-微分控制器，P表示比例，用I表示积分，用D表示微分），是工业控制应用中常见的反馈回路部件，可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值。
构成
1）比例环节：即时成比例地反应控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，调节器立即产生控制作用以减小偏差。
2）积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分时间常数TI越大，积分作用越弱，反之则越强。
3）微分环节：能反应偏差信号的变化趋势，在偏差信号的值变得很大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的响应速度，减小调节时间。
调节PID理论方法（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。
调节PID具体方法
1、调比例
关掉积分作用和微分作用。令Ti=最大值，Td=0秒，将比例P由大往小调达到响应快，但又不振荡。
2、调积分
Ti由大往小调，以响应快，消除静差，又超调，或有少量超调也可以。积分应考虑与系统惯性时间常数相匹配。一般Ti值和惯性时间差不多。
3、调微分
一般的系统Ti=0---2。只有部分滞后较大的系统，D值才可能调大些。PID参数修改后，可以少量修改给定值，观察系统的跟踪响应，以判断PID参数是否合适。在实际的调试过程中应谨记：PB值太小，I值太小或D值太大均会引起系统超调振荡。对于个别系统，如加温快降温慢，或升压快降压慢，或液位升得快降得慢等不平衡系统是很难控制的，更难兼顾动态指标，只能将P调大些，I值也调大些，牺牲动态指标来保证稳态指标。
附录
PID参数调整口诀
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，前高后低四比一。
一看二调多分析，调节质量不会低。
PID控制器（比例-积分-微分控制器），是工业控制应用中常见的反馈回路部件，可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值。
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评论9
楼主 2009/3/20 22:23:50
1）比例环节：即时成比例地反应控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，调节器立即产生控制作用以减小偏差。
2）积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分时间常数TI越大，积分作用越弱，反之则越强。
3）微分环节：能反应偏差信号的变化趋势，在偏差信号的值变得很大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的响应速度，减小调节时间。
楼主 2009/3/21 9:14:28
一种工业控制方式,目前常用的控制器主要有四种控制规律；
楼主 2009/3/21 9:15:54
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。
楼主 2009/3/21 9:16:21
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。
楼主 2009/3/21 10:31:38
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，前高后低四比一
一看二调多分析，调节质量不会低
楼主 2009/3/21 19:30:09
1、调比例
关掉积分作用和微分作用。令Ti=最大值，Td=0秒，将比例P由大往小调达到响应快，但又不振荡。
2、调积分
Ti由大往小调，以响应快，消除静差，又超调，或有少量超调也可以。积分应考虑与系统惯性时间常数相匹配。一般Ti值和惯性时间差不多。
3、调微分
一般的系统Ti=0---2。只有部分滞后较大的系统，D值才可能调大些。PID参数修改后，可以少量修改给定值，观察系统的跟踪响应，以判断PID参数是否合适。在实际的调试过程中应谨记：PB值太小，I值太小或D值太大均会引起系统超调振荡。对于个别系统，如加温快降温慢，或升压快降压慢，或液位升得快降得慢等不平衡系统是很难控制的，更难兼顾动态指标，只能将P调大些，I值也调大些，牺牲动态指标来保证稳态指标.
楼主 2009/3/22 13:05:12
楼主 2009/3/27 14:35:23
过去，现在，未来，兼顾！
楼主 2009/3/27 16:53:28
学习了！谢谢
