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浅析PID参数整定口诀

2015-1-28 21:32| 发布者: 机电工jdgk| 查看: 1578| 评论: 0

摘要: 我们先看网上流传的PID参数整定口诀:参数整定找最佳,从小到大顺序查;先是比例后积分,最后再把微分加;曲线振荡很频繁,比例度盘要放大;曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳;曲线偏离回复慢,积分时间往下降;曲线波动周 ...
我们先看网上流传的PID参数整定口诀:
参数整定找最佳,从小到大顺序查;先是比例后积分,最后再把微分加;曲线振荡很频繁,比例度盘要放大;曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳;曲线偏离回复慢,积分时间往下降;曲线波动周期长,积分时间再加长;曲线振荡频率快,先把微分降下来;动差大来波动慢。微分时间应加长;理想曲线两个波,前高后低4比1;一看二调多分析,调节质量不会低。
它是什么时候开始在网上流传的不太清楚。
现在再看另一首口诀:
参数整定寻最佳,从大到小顺次查。先是比例后积分,最后再把微分加。曲线振荡很频繁,比例度盘要放大。曲线漂浮绕大弯,比例度盘往小扳。曲线偏离回复慢,积分时间往下降。曲线波动周期长,积分时间再加长。  理想曲线两个波,调节过程高质量。
  这是一首用经验法进行PID参数工程整定的口诀,该口诀流传至今已有几十年了,其最早出现在1973年11月出版的《化工自动化》一书中。现在网上流传的口诀,看来大多是以该口诀作为蓝本进行了补充和改编而来的,如:“ 曲线振荡频率快,先把微分降下来,动差大来波动慢。微分时间应加长。”还有的加了:“ 理想曲线两个波,前高后低4比1,一看二调多分析,调节质量不会低。”等等。
现结合这两首口诀,进行一些浅析。 
  控制系统在设计、整定和运行中,衡量系统质量的依据就是系统的过渡过程。当系统的输入为阶跃变化时,系统的过渡过程表现有:发散振荡、等幅振荡、衰减振荡、单调过程等形式。在多数情况下,都希望得到衰减振荡的过渡过程,且认为如图1所示的过渡过程最好,并把它作为衡量控制系统质量的依据。

图1  过渡过程质量指标示意图

  选用该曲线作为控制系统质量指标的理由是:它第一次回复到给定值较快,以后虽然又偏离了,但偏离不大,并且只有极少数几次振荡就稳定下来了。定量的看,第一个波峰B的高度是第二个波峰B'高度的4倍,所以这种曲线又叫做4:1衰减曲线。在调节器工程整定时,以能得到4:1的衰减过渡过程为最好,这时的调节器参数可叫最佳参数。

  先谈谈口诀“参数整定寻最佳,从大到小顺次查。”中的最佳参数问题,很多仪表工都有这样的体会,在现场的调节器工程参数整定中,如果只按4:1衰减比进行整定,那么可以有很多对的比例度和积分时间同样能满足4:1的衰减比,但是这些对的数值并不是任意的组合,而是成对的,一定的比例度必须与一定的积分时间组成一对,才能满足衰减比的条件,改变其中之一,另一个也要随之改变。因为是成对出现的,所以才有调节器参数的“匹配”问题。而dlr在实际应用中只有增加一个附加条件,才能从多对数值中选出一对适合的值。这一对适合的值通常称为“最佳整定值”。“从大到小顺次查”中“查”的意思就是找到调节器参数的最佳匹配值。而“从大到小顺次查”是说在具体操作时,先把比例度、积分时间放至最大位置,把微分时间调至零。因为我们需要的是衰减振荡的过渡过程,并避免出现其它的振荡过程,在整定初期,把比例度放至最大位置,目的是减小调节器的放大倍数。而积分放至最大位置,目的是先把积分作用取消。把微分时间调至零也是把微分作用取消了。“从大到小……”就是从大到小改变比例度或积分时间刻度,实质是慢慢的增加比例作用或积分作用的放大倍数。也就是慢慢的增加比例或积分作用的影响,避免系统出现大的振荡。最后再根据系统实际情况决定是否使用微分作用。

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