PID參數(shù)整定快速入門

ID:75926 · 發(fā)表于 2015-4-10 18:42

PID調(diào)節(jié)器參數(shù)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(jīng)驗法。云潤儀表以圖文形式分別介紹調(diào)節(jié)器參數(shù)整定方法。臨界比例度法
一個調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在階躍干擾作用下，出現(xiàn)既不發(fā)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(diào)節(jié)器的比例度為臨界比例度δk，被調(diào)參數(shù)的工作周期為為臨界周期Tk。

臨界比例度法整定PID參數(shù)步驟
1、將調(diào)節(jié)器積分時間設(shè)定為無窮大、微分時間設(shè)定為零（即Ti＝∞，Td＝0），比例度適當取值，調(diào)節(jié)系統(tǒng)按純比例作用投入。穩(wěn)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(tǒng)等幅振蕩臨界狀態(tài)，得到臨界參數(shù)。

2、根據(jù)臨界比例度δk和為臨界周期Tk，按下表計算出調(diào)節(jié)器參數(shù)整定值
臨界比例度法PID參數(shù)整定經(jīng)驗公式

調(diào)節(jié)規(guī)律	調(diào)節(jié)器參數(shù)
調(diào)節(jié)規(guī)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(diào)節(jié)器參數(shù)輸入調(diào)節(jié)器后再次運行調(diào)節(jié)系統(tǒng)，觀察過程變化情況。多數(shù)情況下系統(tǒng)均能穩(wěn)定運行狀態(tài)，如果還未達到理想控制狀態(tài)，進需要對參數(shù)微調(diào)即可。

衰減曲線法
衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)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(diào)節(jié)器參數(shù)整定。

4：1衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)
純比例度作用下的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在比例度逐漸減小時，出現(xiàn)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?fù)虿ǚ逯g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(shù)步驟如下：
1、將調(diào)節(jié)器積分時間設(shè)定為無窮大、微分時間設(shè)定為零（即Ti＝∞，Td＝0），比例度適當取值，調(diào)節(jié)系統(tǒng)按純比例作用投入。系統(tǒng)穩(wěn)定后，逐步減小比例度，根據(jù)工藝操作的許可程度加2％-3％的干擾，觀察調(diào)節(jié)過程變化情況，直到調(diào)節(jié)過程變化達到規(guī)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(jù)δs和Ts值按以下公式計算出調(diào)節(jié)器整定參數(shù)
4：1衰減曲線法PID參數(shù)整定經(jīng)驗公式

調(diào)節(jié)規(guī)律	調(diào)節(jié)器參數(shù)
調(diào)節(jié)規(guī)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(shù)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(diào)整。

10：1衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)
在部分調(diào)節(jié)系統(tǒng)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(diào)節(jié)參數(shù)步驟和4：1衰減曲線法完全一致，僅采用的整定參數(shù)和經(jīng)驗公式不同。
10：1衰減曲線法PID參數(shù)整定經(jīng)驗公式

調(diào)節(jié)規(guī)律	調(diào)節(jié)器參數(shù)
調(diào)節(jié)規(guī)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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