PID參數(shù)如何調(diào)整

1、PID參數(shù)如何調(diào)整？把一壓力傳感器（4-20MA）和一濃度傳感器（1-5MA）的輸出電流信號輸入給西門子模 擬量模塊，然后通過兩路PID調(diào)節(jié)，把調(diào)節(jié)后的輸出量（數(shù)字量）進(jìn)行邏輯比較，把數(shù)值 比較大的，輸入給變頻器的電流模擬量輸入端，進(jìn)行變頻調(diào)速！有以下幾個(gè)問題想和大家討論一下：1 大家看這個(gè)方案，可行的通：兩壓力傳感器輸出的范圍不一樣，它們測量的物理量壓力和濃度的范圍也不一樣，其PID調(diào)節(jié)輸出的結(jié)果能不不能進(jìn)行比較？2 .已經(jīng)在程序中用 PID指令編好了程序，兩路 PID的三個(gè)初始參數(shù)和米樣時(shí)間怎樣 給定？怎樣進(jìn)行PID參數(shù)的調(diào)整，具體采樣什么樣的措施和步驟？3.若使用西門子PLC的PID自整

2、定功能進(jìn)行PID參數(shù)的調(diào)整，就不要用PID指令編 程，要用PID向?qū)Ш蚉ID調(diào)諧面板進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整.在調(diào)整的時(shí)候要不要給模擬量模 塊加電流信號了，要加多大？剛開始的這兩路的PID參數(shù)要怎樣先給初始的數(shù)值，這樣自動調(diào)整的優(yōu)化參數(shù)比例，積分，微分參數(shù)可以完全用到PID指令寫的程序中嗎，還要不要在實(shí)際調(diào)整？ 收藏 引用PLC2007匸崑消息1 樓 2008-4-27 15:44:07第1項(xiàng)沒有問題，兩路電流值范圍不一樣，可以通過編程來處里，只是4倍關(guān)系；如果不想在程序里處理，可將模擬量輸入模塊選為電壓（單極性）010V , 420毫安的加一500歐姆的采樣電阻，15毫安的加一 2K的采樣電阻，這樣在

3、 PLC模擬量輸入端可 得到同樣范圍的信號。第2、3項(xiàng)與實(shí)際應(yīng)用有關(guān)系，多分析、多試驗(yàn)，以下敘述僅供參考：PID參數(shù)的整定：1、可以在軟件中進(jìn)行自動整定；2、 自動整定的PID參數(shù)可能對于系統(tǒng)來說不是最好的，就需要手動憑經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行整定。P參數(shù)過小，達(dá)到動態(tài)平衡的時(shí)間就會太長；P參數(shù)過大，就容易產(chǎn)生超調(diào)。PID功能塊在梯形圖（程序）中應(yīng)當(dāng)注意的問題：1、最好采用PID向?qū)蒔ID功能塊；2 、我要說一個(gè)最簡單的也是最容易被人忽視的問題，那就是：PID 功能塊的使能控制只能采用 SM0.0 或任何 1 個(gè)存儲器的常開觸點(diǎn)并聯(lián)該存儲器的常閉觸點(diǎn)這樣的永不 斷開的觸點(diǎn)！避免出現(xiàn)主觀錯(cuò)誤。下面是 PI

4、D 控制器參數(shù)整定的一般方法：PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID 控制器的比例系數(shù)、 積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。 PID 控制器參數(shù)整定的方法很多， 概括起來有兩大類：一是理論計(jì)算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過理論計(jì) 算確定控制器參數(shù)。 這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實(shí)際 進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中 進(jìn)行，且方法簡單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。 PID 控制器參數(shù)的工程整定 方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是 通過

5、試驗(yàn)， 然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對控制器參數(shù)進(jìn)行整定。但無論采用哪一種方法所得 到的控制器參數(shù)， 都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比 例法。 利用該方法進(jìn)行 PID 控制器參數(shù)的整定步驟如下： (1) 首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的 采樣周期讓系統(tǒng)工作； (2) 僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界 振蕩，記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期； (3) 在一定的控制度下通過公式計(jì)算 得到 PID 控制器的參數(shù)。PID 參數(shù)的設(shè)定： 是靠經(jīng)驗(yàn)及工藝的熟悉， 參考測量值跟蹤與設(shè)定值曲線， 從而調(diào)整 PID 的大小。比例 I/ 微分 D=2 ，具體值可根據(jù)儀表定，再調(diào)整

6、比例帶 P，P 過頭，到達(dá)穩(wěn)定的時(shí)間 長， P 太短，會震蕩，永遠(yuǎn)也打不到設(shè)定要求。PID 控制器參數(shù)的工程整定 , 各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中 P.I.D 參數(shù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)以下可參照：溫度 T ：P=2060%， T=180600s ，D=3-180s ；壓力 P：P=3070%， T=24180s ；液位 L：P=2080%， T=60300s ；流量 L：P=40100%， T=660s 。書上的常用口訣：參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查； 先是比例后積分，最后再把微分加； 曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大； 曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳； 曲線偏離回復(fù)慢，積分時(shí)間往下降； 曲線波動周期長，積分時(shí)間再加長

7、； 曲線振蕩頻率快，先把微分降下來； 動差大來波動慢。微分時(shí)間應(yīng)加長； 理想曲線兩個(gè)波，前高后低 4 比 1；一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低。PID 參數(shù)的設(shè)置的大小， 一方面是要根據(jù)控制對象的具體情況而定； 另一方面是經(jīng)驗(yàn)。 P 是解決幅值震蕩， P 大了會出現(xiàn)幅值震蕩的幅度大，但震蕩頻率小，系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí) 間長； I 是解決動作響應(yīng)的速度快慢的， I 大了響應(yīng)速度慢，反之則快； D 是消除靜態(tài) 誤差的，一般 D 設(shè)置都比較小， 而且對系統(tǒng)影響比較小。 對于溫度控制系統(tǒng) P 在 5-10% 之間； I 在 180-240s 之間； D 在 30 以下。對于壓力控制系統(tǒng) P 在 30-60%

8、之間； I 在 30-90s 之間； D 在 30 以下。這里介紹一種經(jīng)驗(yàn)法。這種方法實(shí)質(zhì)上是一種試湊法，它是在生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的 行之有效的方法，并在現(xiàn)場中得到了廣泛的應(yīng)用。這種方法的基本程序是先根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)， 確定一組調(diào)節(jié)器參數(shù)， 并將系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行， 然后人為地加入階躍擾動（如改變調(diào)節(jié)器的給定值），觀察被調(diào)量或調(diào)節(jié)器輸出的階躍 響應(yīng)曲線。 若認(rèn)為控制質(zhì)量不滿意，則根據(jù)各整定參數(shù)對控制過程的影響改變調(diào)節(jié)器參 數(shù)。這樣反復(fù)試驗(yàn)，直到滿意為止。經(jīng)驗(yàn)法簡單可靠，但需要有一定現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，整定時(shí)易帶有主觀片面性。當(dāng)采用PID 調(diào)節(jié)器時(shí)，有多個(gè)整定參數(shù)，反復(fù)試湊的次數(shù)增多，不易得到最佳整定參數(shù)。

9、下面以 PID 調(diào)節(jié)器為例，具體說明經(jīng)驗(yàn)法的整定步驟：A. 讓調(diào)節(jié)器參數(shù)積分系數(shù) S0=0 ，實(shí)際微分系數(shù) k=0 ，控制系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，由 小到大改變比例系數(shù) S1 ，讓擾動信號作階躍變化，觀察控制過程，直到獲得滿意的控 制過程為止。B. 取比例系數(shù) S1 為當(dāng)前的值乘以 0.83 ，由小到大增加積分系數(shù) S0 ，同樣讓擾動 信號作階躍變化，直至求得滿意的控制過程。C. 積分系數(shù) S0 保持不變，改變比例系數(shù) S1 ，觀察控制過程有無改善，如有改善則 繼續(xù)調(diào)整，直到滿意為止。否則，將原比例系數(shù) S1 增大一些，再調(diào)整積分系數(shù) S0 ， 力求改善控制過程。 如此反復(fù)試湊， 直到找到滿意的比例

10、系數(shù) S1 和積分系數(shù) S0 為止。D. 引入適當(dāng)?shù)膶?shí)際微分系數(shù) k 和實(shí)際微分時(shí)間 TD ，此時(shí)可適當(dāng)增大比例系數(shù) S1 和 積分系數(shù) S0 。和前述步驟相同，微分時(shí)間的整定也需反復(fù)調(diào)整，直到控制過程滿意為 止。PID 參數(shù)是根據(jù)控制對象的慣量來確定的。 大慣量如： 大烘房的溫度控制， 一般 P 可在 10 以上， I=3-10 ，D=1 左右。小慣量如：一個(gè)小電機(jī)帶一臺水泵進(jìn)行壓力閉環(huán)控制， 一般只用 PI 控制。 P=1-10 ，I=0.1-1 ，D=0 ，這些要在現(xiàn)場調(diào)試時(shí)進(jìn)行修正的。對, 看場合應(yīng)用 ,PID 是由比例、微分、積分三個(gè)部分組成的，在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常只使用 其中的一項(xiàng)或者

11、兩項(xiàng)，如P、PI、PD、 PID 等。就可以達(dá)到控制要求 .PLC 編程指令里都會有 PID 這個(gè)功能指令 . 至于 P,I,D 數(shù)值的確定要在現(xiàn)場的多次調(diào)試確定 . 比例控制( P )： 比例控制是最常用的控制手段之一，比方說我們控制一個(gè)加熱器的恒溫 100 度，當(dāng)開 始加熱時(shí)，離目標(biāo)溫度相差比較遠(yuǎn)，這時(shí)我們通常會加大加熱，使溫度快速上升，當(dāng)溫 度超過 100 度時(shí)，我們則關(guān)閉輸出，通常我們會使用這樣一個(gè)函數(shù)e(t) = SP-y(t);u(t) = e(t)*PSP 設(shè)定值e(t) 誤差值y(t) 反饋值u(t) 輸出值P 比例系數(shù)滯后性不是很大的控制對象使用比例控制方式就可以滿足控制要求

12、，但很多被控對象 中因?yàn)橛袦笮?。也就是如果設(shè)定溫度是 200 度，當(dāng)采用比例方式控制時(shí)，如果 P 選擇比較大，則會出 現(xiàn)當(dāng)溫度達(dá)到 200 度輸出為 0 后，溫度仍然會止不住的向上爬升，比方說升至 230 度， 當(dāng)溫度超過 200 度太多后又開始回落， 盡管這時(shí)輸出開始出力加熱， 但溫度仍然會向下 跌落一定的溫度才會止跌回升， 比方說降至 170 度，最后整個(gè)系統(tǒng)會穩(wěn)定在一定的范圍 內(nèi)進(jìn)行振蕩。如果這個(gè)振蕩的幅度是允許的比方說家用電器的控制，那則可以選用比例控制 .比例積分控制( PI )：積分的存在是針對比例控制要不就是有差值要不就是振蕩的這種特點(diǎn)提出的改進(jìn)，它 常與比例一塊進(jìn)行控制，也就

13、是 PI 控制。其公式有很多種，但大多差別不大，標(biāo)準(zhǔn)公式如下：u(t) = Kp*e(t) + Ki 刀 e(t) +uOu(t) 輸出Kp 比例放大系數(shù)Ki 積分放大系數(shù)e(t) 誤差u0 控制量基準(zhǔn)值(基礎(chǔ)偏差)大家可以看到積分項(xiàng)是一個(gè)歷史誤差的累積值，如果光用比例控制時(shí)，我們知道要不 就是達(dá)不到設(shè)定值要不就是振蕩， 在使用了積分項(xiàng)后就可以解決達(dá)不到設(shè)定值的靜態(tài)誤 差問題，比方說一個(gè)控制中使用了 PI 控制后，如果存在靜態(tài)誤差，輸出始終達(dá)不到設(shè) 定值，這時(shí)積分項(xiàng)的誤差累積值會越來越大，這個(gè)累積值乘上 Ki 后會在輸出的比重中 越占越多，使輸出 u(t) 越來越大，最終達(dá)到消除靜態(tài)誤差的目的

14、。PI 兩個(gè)結(jié)合使用的情況下，我們的調(diào)整方式如下：1 、先將 I 值設(shè)為 0，將 P 值放至比較大，當(dāng)出現(xiàn)穩(wěn)定振蕩時(shí)，我們再減小P 值直到 P值不振蕩或者振蕩很小為止(術(shù)語叫臨界振蕩狀態(tài)) ，在有些情況下，我們還可以在些 P 值的基礎(chǔ)上再加大一點(diǎn)。2 、加大 I 值，直到輸出達(dá)到設(shè)定值為止。3 、等系統(tǒng)冷卻后，再重上電，看看系統(tǒng)的超調(diào)是否過大，加熱速度是否太慢。通過上面的這個(gè)調(diào)試過程，我們可以看到 P 值主要可以用來調(diào)整系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但 太大會增大超調(diào)量和穩(wěn)定時(shí)間；而 I 值主要用來減小靜態(tài)誤差。PID 控制：因?yàn)?PI 系統(tǒng)中的 I 的存在會使整個(gè)控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度受到影響， 為了解決這個(gè)問題， 我們在控制中增加了 D 微分項(xiàng)， 微分項(xiàng)主要用來解決系統(tǒng)的響應(yīng)速度問題， 其完整