PID参数整定的一般方法

调节器的工程整定方法，主要有临界比例度法、衰减曲线法。二临界比例度法这是一种闭环整定方法。由于该方法直接在闭环系统中进行，不需测试过程的动态特性，因此方法简单，使用方便，获得了广泛的应用。具体步骤如下：先将调节器的积分时间TI置于最大（TI=∞）微分时间TD置零（TD=0），比例度δ置为较大的数值，使系统投入闭环运行。待系统运行稳定后，对设定值施加一个阶跃扰动(给液位赋一个其他值)，并减小δ，直到系统出现如图3.8.1所示的等幅震荡，即临界震荡过程。记录此时的δK（临界比例带）和等幅震荡周期TK。根据记录的δK和TK，按表给出的经验公式计算出调节器的δ、TI及TD的参数。图3.8.1系统的临界震荡表3.8.1采用临界比例度法的整定参数整定参数调节规律δ（%）TITDP2δKPI2.2δK0.85TKPID1.7δK0.5TK0.125TK需要指出的是，采用这种方法整定调节器的参数时会受到一定的限制，如有些过程控制系统不允许进行反复震荡实验，像锅炉给水系统和燃烧控制系统等，就不能应用此法。再如某些时间常数较大的单容过程，采用比例调节时根本不可能出现等幅振荡，也就不能应用此法。三衰减曲线法这种方法临界比例度法相类似，所不同的是无需出现等幅振荡过程，具体方法如下：先置调节器积分时间TI=∞，微分时间TD=0，比例带δ置于较大的值。将系统投入运行。待系统工作稳定后，对设定值作阶跃扰动，然后观察系统的响应。若响应振荡衰减太快，就减小比例带；反之，则增大比例带。如此反复，直到出现如图3.8.2a所示的衰减比为4：1的振荡过程时，或者如图3.8.2b所示的10：1振荡过程时，记录此时的δ值（设为δS），以及TS的值（如图3.8.2a中所示），或者Tr的值（如图3.8.2b中所示）。图3.8.2系统衰减振荡曲线按表中所给的经验公式计算δ、TI及TD的参数。表3.8.2衰减曲线法整定计算公式衰减率整定参数调节规律δ（%）TITD0.75PδSPI1.2δS0.5TSPID0.8δS0.3TS0.1TS0.90PδSPI1.2δS2TrPID0.8δS1.2Tr0.4Tr图3.8.2中，TS为衰减振荡周期，Tr为响应上升时间。衰减曲线对多数过程都适用，该方法的缺点是较难确定4：1的衰减程度，从而较难得到准确的δ、TI及TD的值。