常规PID参数设置指南(1).doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse常规PID参数设置指南启动PID参数自整定程序,可自动计算PID参数,自整定成功率95%,少数自整定不成功的系统可按以下方法调PID参数。 P参数设置  如不能肯定比例调节系数P应为多少,请把P参数先设置大些(如30%),以避免开机出现超调和振荡,运行后视响应情况再逐步调小,以加强比例作用的效果,提高系统响应的快速性,以既能快速响应,又不出现超调或振荡为最佳。 I参数设置  如不能肯定积分时间参数I应为多少,请先把I参数设置大些(如1800秒),(I> 3600时,积分作用去除)系统投运后先把P参数调好,尔后再把I参数逐步往小调,观察系统响应,以系统能快速消除静差进入稳态,而不出现超调振荡为最佳。 D参数设置  如不能肯定微分时间参数D应为多少,请先把D参数设置为O,即去除微分作用,系统投运后先调好P参数和I参数,P、I确定后,再逐步增加D参数,加微分作用,以改善系统响应的快速性,以系统不出现振荡为最佳,(多数系统可不加微分作用)。 1. PID调节器的适用范围PID调节控制是一个传统控制方法,它适用于温度、压力、流量、液位等几乎所有现场,不同的现场,仅仅是PID参数应设置不同,只要参数设置得当均可以达到很好的效果。%,甚至更高的控制要求。2. PID参数的意义和作用指标分析P、I、D: y=yP+yi+ . P参数设置名称:比例带参数,单位为(%)。比例作用定义:比例作用控制输出的大小与误差的大小成正比,当误差占量程的百分比达到P值时,比例作用的输出=100%,这P就定义为比例带参数。即yp= ×100% = ×100% = Kp • Err (1) (其中:yP=KP•Δ、Δ=SP-PV,取0-100%)KP=1/(FS•P)也可以理解成,当误差达到量程乘以P(%)时,比例作用的输出达100%。例:对于量程为0-1300℃的温控系统,当P设置为10%时,FS乘以P等于130℃,说明当误差达到130℃时,比例作用的输出等于100%,误差每变化1℃,%,若需加大比例作用的调节能力,则需把P参数设置小些,或把量程设置小些。具体多少可依据上述方法进行定量计算。P=输出全开值/FS•100%P参数越小比例作用越强,动态响应越快,消除误差的能力越强。但实际系统是有惯性的,控制输出变化后,实际PV值变化还需等待一段时间才会缓慢变化。由于实际系统是有惯性的,比例作用不宜太强,比例作用太强会引起系统振荡不稳定。P参数的大小应在以上定量计算的基础上根据系统响应情况,现场调试决定,通常将P参数由大向小调,以能达到最快响应又无超调(或无大的超调)为最佳参数。. I参数设置名称:积分时间,单位为秒。积分作用定义:对某一恒定的误差进行积分,令其积分“I”秒后,其积分输出应与比例作用等同,这I就定义为积分时间。即:Ki∫I O Errdt = Ki • I • Err = Kp • Err (2 )Ki = Kp /I (3 )yi = Ki ∫t o Err (t)dt (4 )为什么要引进积分作用呢?前面已经分析过,比例作用的输出与误差的大小成正比,误差越大,输出越大,误差越小,输出越小,误差为零,输出为零。由于没有误差时输出为零,因此比例调节不可能完全消除误差,不可能使被控的PV值达到给定值。必须存在一个稳定的误差,以维持一个稳定的输出,才能使系统的PV值保持稳定。这就是通常所说的比例作用是有差调节,是有静差的,加强比例作用只能减少静差,不能消除静差(静差:即静态误差,也称稳态误差)。为了消除静差必须引入积分作用,积分作用可以消除静差,以使被控的PV值最后与给定值一致。引进积分作用的目的也就是为了消除静差,使PV值达到给定值,并保持一致。积分作用消除静差的原理是,只要有误差存在,就对误差进行积分,使输出继续增大或减小,一直到误差为零,积分停止,输出不再变化,系统的PV值保持稳定,PV值等于SP值,达到无差调节的效果。但由于实际系统是有惯性的,输出变化后,PV值不会马上变化,须等待一段时间才缓慢变化,因此积分的快慢必须与实际系统的惯性相匹配,惯性大、积分作用就应该弱,积分时间I就应该大些,反之而然。如果积分作用太强,积分输出变化过快,就会引起积分过头的现象,产生积分超调和振荡。通常I参数也是由大往小调,即积分作用由小往大调,观察系统响应以能达到快速消除误差,达到给定值,又不引起振荡为准。3. D参数设置名称:微分时间,单位为秒定义:D是指微分作用的持续时间,是指从微分作用产生时刻起到微分作用衰减到零(接近零)所花的时间