控制系统

PID最佳整定法

2025China.cn   2015年03月19日

  阶跃响应法

  在下图中,MV呈阶跃变化时,记录了测量值的变 化趋势。根据响应数据测量过程增益Kp、时滞时间L、时间常数T,从而计算和设定PID各种参数的最佳值,这种方法为阶跃响应法。

  该方法中,Ziegler Nichols的方式最为有名,其他还有 Chien Hrones Reswick方式。

  Ziegler Nichols的最佳PID参数表

  PID参数的计算示例

  测量阶跃响应,从记录数据中得到如下过程增益Kp、时滞时间L、时间常数T。

  Kp=ΔPV/ΔMV=20%/10%=2

  L=1(min)

  T=5(min)

  按照上表Ziegler Nichols的最佳PID参数,进行PID控制时

  比例带PB(%)=83 x 2 x 1/5=33(%)

  积分时间(min)=2 x 1=2(min)

  微分时间(min)=0.5 x 1=0.5(min)

  将各值设定在调节器中即可。

  但是,这仅仅是过程的一部分特性,实际运行调节器时,还需要确认控制状态,进行修正。

  阶跃响应

  临界比例带法

  在实际过程中,利用前述的阶跃响应法无法得到系统的阶跃响应值时,按照以下的步骤整定PID值。

  ● 先将比例带设定为最大,积分时间设定为最大、微分时间设定为最小。

  ● 将比例带从最大逐渐调小,直到测量值开始振荡为止。

  ● 将积分时间从最大逐渐调小,直到测量值开始振荡为止。

  ● 将微分时间从最小逐渐调大,直到测量值开始振荡为止。

  ● 再次微调比例带,直到测量值开始振荡为止。

  通过以上操作,基本可以获得最佳值。

  但是,在不允许超调的过程中,可将比例带稍微设定得大一些,利用自动模式进行设定变更,对运行情况进行确认,必要时适当增减比例带,以取得无超调的最佳值。另外,L/T≤0.2的条件下,几乎都可以实现稳定的控制。

(转载)

标签:横河电机 PID控制 机械 电子 我要反馈 
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