PID參數整定快速入門

ID:75926 · 發表于 2015-4-10 18:42

PID調節器參數整定方法很多，常見的工程整定方法有臨界比例度法、衰減曲線法和經驗法。云潤儀表以圖文形式分別介紹調節器參數整定方法。臨界比例度法
一個調節系統，在階躍干擾作用下，出現既不發散也不衰減的等幅震蕩過程，此過程成為等幅振蕩過程，如下圖所示。此時調節器的比例度為臨界比例度δk，被調參數的工作周期為為臨界周期Tk。

臨界比例度法整定PID參數步驟
1、將調節器積分時間設定為無窮大、微分時間設定為零（即Ti＝∞，Td＝0），比例度適當取值，調節系統按純比例作用投入。穩定后，適當減小比例度，在外界干擾作用下，觀察過程變化情況，尋取系統等幅振蕩臨界狀態，得到臨界參數。

2、根據臨界比例度δk和為臨界周期Tk，按下表計算出調節器參數整定值
臨界比例度法PID參數整定經驗公式

調節規律	調節器參數
調節規律	比例度δ，單位：％	積分時間Ti，單位：min	微分時間Td，單位：min
P	2×δk	---	---
PI	2.2×δk	0.85×Tk	---
PID	1.7×δk	0.5×Tk	0.125×Tk

3、將計算所得的調節器參數輸入調節器后再次運行調節系統，觀察過程變化情況。多數情況下系統均能穩定運行狀態，如果還未達到理想控制狀態，進需要對參數微調即可。

衰減曲線法
衰減曲線法整定調節器參數通常會按照4：1和10：1兩種衰減方式進行，兩種方法操作步驟相同，但分別適用于不同工況的調節器參數整定。

4：1衰減曲線法整定調節器參數
純比例度作用下的自動調節系統，在比例度逐漸減小時，出現4：1衰減振蕩過程，此時比例度為4：1衰減比例度δs，兩個相鄰同向波峰之間的距離為4:1衰減操作周期TS，如下圖所示

4：1衰減曲線法整定PID參數步驟如下：
1、將調節器積分時間設定為無窮大、微分時間設定為零（即Ti＝∞，Td＝0），比例度適當取值，調節系統按純比例作用投入。系統穩定后，逐步減小比例度，根據工藝操作的許可程度加2％-3％的干擾，觀察調節過程變化情況，直到調節過程變化達到規定的4：1衰減比為止，得到4：1衰減情況下的比例度δs和衰減操作周期TS。
2、根據δs和Ts值按以下公式計算出調節器整定參數
4：1衰減曲線法PID參數整定經驗公式

調節規律	調節器參數
調節規律	比例度δ，單位：％	積分時間Ti，單位：min	微分時間Td，單位：min
P	δs	---	---
PI	0.2×δs	0.5×Ts	---
PID	0.8×δs	0.3×Ts	0.1×Ts

3、將比例度放在比計算值略大的數值上，逐步引入積分和微分作用。
4、將比例度降至計算值上，觀察運行，適當調整。

10：1衰減曲線法整定調節器參數
在部分調節系統中，由于采用4：1衰減比仍嫌振蕩比較厲害，則可采用10：1的衰減過程，如下圖所示。這種情況下由于衰減太快，要測量操作周期比較困難，但可測取從施加干擾開始至第一個波峰飛升時間Tr。

10：1衰減曲線法整定調節參數步驟和4：1衰減曲線法完全一致，僅采用的整定參數和經驗公式不同。
10：1衰減曲線法PID參數整定經驗公式

調節規律	調節器參數
調節規律	比例度δ，單位：％	積分時間Ti，單位：min	微分時間Td，單位：min
P	δss	---	---
PI	1.2×δss	2×Tr	---
PID	0.8×δss	1.2×Tr	0.4×Tr

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