pid用哪些方法整定参数

小编 • 2023年1月10日上午1:29 • 科技 • 阅读 2083

pid整定参数可以使用以下方法：1、z-n法；2、衰减震荡法；3、响应曲线法；4、IMC-PID。z-n法分为两步：构建闭环控制回路，确定稳定极限。然后根据公式计算控制器参数。稳定极限是由P元件决定的。当出现稳态振荡时就达到了这个极限。

1、z-n法

z-n法分为两步：构建闭环控制回路，确定稳定极限。然后根据公式计算控制器参数。稳定极限是由P元件决定的。当出现稳态振荡时就达到了这个极限。产生了临界系数Kpcrit和临界振荡周期Tcrit。找到一个相对等幅震荡的Kcmax与之相应的震荡周期Tu（秒）。

P ：Kc=0.5Kcmax；

PI：Kc=0.5Kcmax，Ti=0.83Tu；

PID：Kc=0.6Kcmax，Ti=0.5Tu，Td=0.12Tu；

2、衰减震荡法

衰减曲线法是通过使系统产生衰减振荡来整定控制器的参数值的，具体作法如下:在闭环的控制系统中，先将控制器变为纯比例作用，并将比例度预置在较大的数值上。在达到稳定后，用改变给定值的办法加入阶跃干扰，观察被控变量记录曲线的衰减比，然后从大到小改变比例度，直至出现4 :1衰减比为止，记下此时的比例度∂s(叫4: 1衰减比例度)，从曲线上得到衰减周期Ts。然后根据公式,求出控制器的参数整定值。

等幅度震荡很难实现的话，在纯比例下获取4:1震荡曲线作为参数整定的依据。此法，Tu比z-n法要大。

PI：Kc=1/（2Kp），Ti=0.5Tu。

3、响应曲线法

通过输入和输出判断系统的特性，举一个简单的例子就是假如控制一个物体走5mm，由于系统特性它可能先走到6mm再回到5.5mm然后在这个位置稳定，这几个数值对应的就是响应曲线上超调量和稳态值。至于调整响应曲线得根据具体的控制算法来调整，这个一般没有理论计算方法，一般根据经验来调整，只要关键值能达到具体的要求即可。

找到过程的传递函数Gp(s)=kp*e(- *s)/(Tp*s+1)。

P ：Kc=Tp/(Kp* )；

PI：Kc=0.9Tp/(Kp* )，Ti=3.3；

PID：Kc=1.2Tp/(Kp* )，Ti=2；，Td=0.5；

PI系统加入一个开环零点和开环极点，由含有纯滞后根轨迹分析，Kc增大，出现右半s平面的极点，造成系统不稳定。闭环特征方程中的闭环极点在负实轴，闭环零点（在所有极点右侧），会造成系统出现超调震荡情况；闭环特征方程中的闭环极点在负s平面，闭环零点负实数，会造成系统出现原来超调震荡加剧。

4、IMC-PID

首先设计IMC控制器，按照流程框图，简化成pid控制器结构，找到响应的P、I、D对应参数。理想pid形式，一阶跃纯滞后的对象的传递函数。

延伸阅读：

什么是PID

PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用。

工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器 (intelligent regulator），其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC），还有可实现PID控制的PC系统等等。可编程控制器（PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制，而可编程控制器（PLC）可以直接与ControlNet相连。

开环控制系统（open-loop control system）是指被控对象的输出（被控制量）对控制器（controller)的输出没有影响。在这种控制系统中，不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。