基本简介

PID即:Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)的缩写。顾名思义,PID控制算法是结合比例、积分和微分三种环节于一体的控制算法,它是连续系统中技术最为成熟、应用最为广泛的一种控制算法,该控制算法出现于20世纪30至40年代,适用于对被控对象模型了解不清楚的场合。实际运行的经验和理论的分析都表明,运用这种控制规律对许多工业过程进行控制时,都能得到比较满意的效果。PID控制的实质就是根据输入的偏差值,按照比例、积分、微分的函数关系进行运算,运算结果用以控制输出。

PID参数调节

在整定PID控制器参数时,可以根据控制器的参数与系统动态性能和稳态性能之间的定性关系,用实验的方法来调节控制器的参数。有经验的调试人员一般可以较快地得到较为满意的调试结果。在调试中最重要的问题是在系统性能不能令人满意时,知道应该调节哪一个参数,该参数应该增大还是减小。 

为了减少需要整定的参数,首先可以采用PI控制器。为了保证系统的安全,在调试开始时应设置比较保守的参数,例如比例系数不要太大,积分时间不要太小,以避免出现系统不稳定或超调量过大的异常情况。给出一个阶跃给定信号,根据被控量的输出波形可以获得系统性能的信息,例如超调量和调节时间。应根据PID参数与系统性能的关系,反复调节PID的参数。 

如果阶跃响应的超调量太大,经过多次振荡才能稳定或者根本不稳定,应减小比例系数、增大积分时间。如果阶跃响应没有超调量,但是被控量上升过于缓慢,过渡过程时间太长,应按相反的方向调整参数。如果消除误差的速度较慢,可以适当减小积分时间,增强积分作用。 

反复调节比例系数和积分时间,如果超调量仍然较大,可以加入微分控制,微分时间从0逐渐增大,反复调节控制器的比例、积分和微分部分的参数。 

总之,PID参数的调试是一个综合的、各参数互相影响的过程,实际调试过程中的多次尝试是非常重要的,也是必须的。常用的控制方式:P,PI,PD,PID控制算法。