PID控制中如何整定PID参数.pdf

PID 控制中如何整定 PID 参数 1 ，概述 作为经典的控制理论， PID 控制规律仍然是当今工控行业的主导控制方式，无论复杂、简单的控制任务， PID 控制都能 取得满意的控制效果，前提是 PID 参数必须选择合适。可以说，通过适当的 PID 参数， PID 控制可以得到各种输出响应 特性，也就是说，通过适当给定 PID 参数，大多数的控制任务都可以由 PID 完成。 本文根据经典 PID 控制理论， 结合玖阳自动化科技公司的一线通模块， 详细介绍 PID 参数在整个控制过程中所起的作用， 指导 PID 控制中的参数整定。 2 ，PID 模块介绍 WT405-5 为可编程 PID 控制模块，模块内部有 40 余种命令语言，每个命令语言执行一定的运算功能，根据实际要求， 将多条命令语言组合在一起即构成模块的控制程序。 通过编程，模块可实现单回路 PID 、串级三冲量 PID 、导前微分 PID 及自动 /手动无扰切换等复杂的控制功能。模块具有 掉电保护功能，复位或重新上电时能自动恢复掉电前的工作状态，接续原来的工作状态进行控制。 模块本身具有 PID 控制所必须的模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输出通道，能不依赖网络而独立进行 PID 控制，该控制方案安全、可靠。 PID 参数、 PID 定值及控制程序的修改可通过网络实现。 4 路模拟量输入通道可以单独设置分度类型，采集各种类型的模拟量信号。 3 ，PID 控制原理 经典 PID 控制理论中， 基本数学模型有两种 （连续型、增量型）， PID 模型的增量控制数学模型可以简单地用下式表示： PID 参数包括： 比例倍数 表达式中的 K 积分时间 表达式中的 Ti （秒） 实际微分时间 Td （秒） 微分增益 表达式中的 Kd 积分分离 当 PID 偏差 E （k ）超过 积分分离“ ”值时， PID 命令不进行积分项运算，防止积分饱和。当积分分离为 0 时， PID 命令变成了 PD 命令，不进行积分运算。 上限限制 用来限制 PID 命令输出的最大值，即 PID 输出不能大于该值。 下限限制 用来限制 PID 命令输出的最小值，即 PID 输出不能小于该值。 用 K=0 来关闭 PID 命令的比例项，用 积分分离“ ”=0来关闭 PID 命令的积分项，用 Kd=0 来关闭 PID 命令的微分项。通 过关闭不同的功能实现 P 、 PI 、PD 、PID 等控制功能。 4 ，PID 参数对输出响应的作用 下面以 PID 输入 E （k ）的阶跃变化，描述 K、Ti 、Td 、 Kd 参数在 PID 运算中的作用，适当地修改各参数的数值，可以 获得不同的控制特性，满足不同的控制要求，从而完成 PID 参数的整定。 PID 参数对输入偏差阶跃变化的响应特性 从上图中可以清楚看到 PID 参数在控制过程中所起的作用，通过实际控制效果，可以给定合适的 PID 参数，达到满意的 控制效果。 参考资料： WT405-5 一线通模块使用说明。