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控制器PID参数及其整定方法 主要内容 自控系统组成 比例(P) 控制 Wu Xuexin 2006年7月 BPZH OPS 自动控制系统的组成； 比例(P)、积分(I)、微分(D)控制； P、I、D参数的整定方法； 临界比例度法 衰减曲线法 经验法 自动控制系统的组成框图 LC LIC 比例控制：控制器的输出与输入偏差值成比例关系。系统一旦出现偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。 双位控制 比例控制 1、过程简单快速，比例作用大，可以加快调节，减少误差； 2、比例作用过大，使系统稳定性下降，造成不稳定。 3、有余差存在。 比例(P) 控制 P = KP * e δ=1/KP*100% 积分(I) 控制 t 参数值 t 阀开度 t 负荷 dP/dt = Ki * e Ti=1/Ki（分） 积分调节：消除系统余差，提高无差度。只要有余差存在，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止。 1、调节器的输出不仅取决于偏差的大小，而且更主要的是取决于偏差存在的时间 2、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。 3、与比例调节相比，积分调节使调节过程缓慢，波动加大，系统稳定性下降。 4、调节过分。 积分(I) 控制 LC LIC 微分(D) 控制 微分（D）控制 ：控制器的输出与输入误差信号的微分成正比关系。 （即与偏差的变化速度成正比） 1、消除系统滞后； 2、超前调节； 3、易引起系统振荡； LC 比例、积分、微分调节小结 1、比例调节根据“偏差大小”来动作，输出与输入偏差的大小成比例，调节及时、有力，但有余差；比例度越小，调节作用越强，太强时会引起振荡； 2、积分调节根据“偏差是否存在”来动作，输出与偏差对时间的积分成比例，其实质是消除余差。积分使最大动偏差增大，延长了调节时间；积分时间越小，积分作用越强，太强时易引起振荡； 3、微分调节根据“偏差变化速度”来动作，输出与偏差变化的速度成比例，有超前调节作用，对滞后大的系统调节效果好。可减少调节过程的动偏差，缩短调节时间；微分时间越大，作用越强，太强时易引起振荡； PID参数的整定方法 自动控制系统PID参数整定目标 控制器控制规律的选择原则 对于一些对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，工艺要求 又不太高的控制系统，可选用比例控制器。象贮罐的液面， 以及不太重要的蒸汽压力等控制系统。 2. 对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，但不允许有余差的 情况，可选用比例积分控制器。例如流量、管道压力等控制 系统往往采用ＰＩ控制器。 3. 当对象滞后较大，如温度、ＰＨ值等控制系统则需引入微分 作用。一般在对象滞后较大，负荷变化也较大，控制质量又 要求较高时，可选用比例（P）积分（I）微分（D）控制器。 PID参数的整定方法 PID参数整定-----对已定的控制系统求取保证控制过程质量为最好的控制器参 数（比例度δ%、积分时间TI、微分时间TD ） PID参数整定方法 理论计算参数整定法——已知广义对象的数学模型，然后根据系统的各项质量指标要求，通过计算确定相应的PID参数。 现场工程整定法——条件：在工艺过程手操稳定的基础上进行。 1）临界比例度法 2）衰减曲线法 3）经验法 4）响应曲线法 PID参数的整定方法 将调节器的积分时间TI置于最大（TI=∞），微分时间置零（TD=0），比例度δ适当，平衡操作一段时间，把系统投入自动运行。 将比例度δ逐渐减小，得到等幅振荡过程，记下临界比例度δk和临界振荡周期Tk值。 根据δk和Tk值，采用经验公式，计算出调节器各个参数，即δ、TI、TD的值。 按“先P后I最后D”的操作程序将调节器整定参数调到计算值上。若还不够满意，可再作进一步调整。 PID参数的整定方法 操作方法 方法一：临界比例度法 临界振荡整定计算公式 0.25TI 0.5Tk 1.6δK PID Tk/1.2 2.2δK PI 2δK P TD (min) TI (min) δ(%) PID参数的整定方法 方法二：衰减曲线法 衰减曲线法控制器参数计算表 0.1TS 0.3TS 0.8δS PID 0.5TS 1.2δS PI δS P TD (min) TI (min) δ(%) 方法 在纯比例作用下，由大到小调整比例度以得到具有衰减比（4：1）的过渡过程，记下此时的比例度δ S及振荡周期TS，根据经验公式，求出相应的积分时间TI和微分时间TD。 PID参数的整定方法 反应较快的控制系统，要认定4：1衰减曲