基于臨界比例度法的pid控制器參數(shù)整定(編輯修改稿)
2025-07-24 18:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 提高響應(yīng)速度， 同時(shí)為了避免系統(tǒng)響應(yīng)出現(xiàn)超調(diào)， Kp取大值，Ki取零；在偏差比較小時(shí)，為繼續(xù)減小偏差，并防止超調(diào)過大、產(chǎn)生振蕩、穩(wěn)定性變壞，Kp值要減小，Ki取小值； 在偏差很小時(shí)，為消除靜差，克服超調(diào)，使系統(tǒng)盡快穩(wěn)定，Kp值繼續(xù)減小，Ki值不變或稍取大。當(dāng)偏差與偏差變化率同號(hào)時(shí)，被控量是朝偏離既定值方向變化。因此，當(dāng)被控量接近定值時(shí)，反號(hào)的比列作用阻礙積分作用，避免積分超調(diào)及隨之而來的振蕩，有利于控制；而當(dāng)被控量遠(yuǎn)未接近各定值并向定值變化時(shí)，則由于這兩項(xiàng)反向，將會(huì)減慢控制過程。在偏差比較大時(shí)， 偏差變化率與偏差異號(hào)時(shí)， Kp 值取零或負(fù)值，以加快控制的動(dòng)態(tài)過程。偏差變化率的大小表明偏差變化的速率， 越大， 取值越小， 取值越大，反之亦然。同時(shí)，要結(jié)合偏差大小來考慮。微分作用可改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，阻止偏差的變化，有助于減小超調(diào)量，消除振蕩，縮短調(diào)節(jié)時(shí)間 ，允許加大 ，使系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差減小，提高控制精度，達(dá)到滿意的控制效果。所以，在 比較大時(shí)， 取零，實(shí)際為 PI 控制；在 比較小時(shí)， 取一正值，實(shí)行 PID 控制。（3）常用整定方法：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(yàn)法、湊試法。湊試法按照先比例（ P）、再積分（ I）、最后微分（ D）的順序。 置調(diào)節(jié)器積分時(shí)間Ti =∞， 微分時(shí)間Td =0， 在比例系數(shù) 按經(jīng)驗(yàn)設(shè)置的初值條件下， 將系統(tǒng)投入運(yùn)行，由小到大整定比例系數(shù) 。求得滿意的 1/4 衰減度過渡過程曲線。 引入積分作用（此時(shí)應(yīng)將上述比例系數(shù) Kp 設(shè)置為 5/6 Kp ）。將Ti 由大到小進(jìn)行整定。 若需引入微分作用時(shí)，則將Td 按經(jīng)驗(yàn)值或按Td =（ 1/3～1/4） Ti 設(shè)置，并由小到大加入。衰減曲線法衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)通常會(huì)按照4：1和10：1兩種衰減方式進(jìn)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(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在比例度逐漸減小時(shí)，出現(xiàn)4：1衰減振蕩過程，此時(shí)比例度為4：1衰減比例度δs，兩個(gè)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)步驟將調(diào)節(jié)器積分時(shí)間設(shè)定為無窮大、微分時(shí)間設(shè)定為零（即Ti＝∞，Td＝0），比例度適當(dāng)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(dá)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。根據(jù)δs和Ts值按以下公式計(jì)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(yàn)公式將比例度放在比計(jì)算值略大的數(shù)值上，逐步引入積分和微分作用。將比例度降至計(jì)算值上，觀察運(yùn)行，適當(dāng)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
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