由入門到精通----吃透pid2.0版(原創(chuàng)連載)

1、參數整定找最佳，參數整定找最佳，從小到大順序查。從小到大順序查。先是比例后積分，先是比例后積分，最后再把微分加。最后再把微分加。曲線振蕩很頻繁，曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大。比例度盤要放大。曲線漂浮繞大彎，曲線漂浮繞大彎，比例度盤往小扳。比例度盤往小扳。曲線偏離回復慢，曲線偏離回復慢，積分時間往下降。積分時間往下降。曲線波動周期長，曲線波動周期長，積分時間再加長。積分時間再加長。曲線振蕩頻率快，曲線振蕩頻率快，先把微分降下來。先把微分

2、降下來。動差大來波動慢，動差大來波動慢，微分時間應加長。微分時間應加長。理想曲線兩個波，理想曲線兩個波，前高后低四比一。前高后低四比一。一看二調多分析，一看二調多分析，調節(jié)質量不會低。調節(jié)質量不會低。我們要收集的曲線有：我們要收集的曲線有：1)設定值。作為比較判斷依據；2)被調量波動曲線。3)PID輸出。就這么簡單，如果是串級調節(jié)系統(tǒng)，我們還要收集：4)副調的被調量曲線；5)PID輸出曲線。第二章第二章PIDPID參數整定參數整定上一章

3、簡單介紹了自動調節(jié)的發(fā)展歷程。搞自動的人，許多人對如何整定PID參數感到比較迷茫。課本上說：整定參數的方法有理論計算法理論計算法和經驗試湊法經驗試湊法兩種。理論計算法需要大量的計算，對于初學者和數學底子薄弱的人會望而卻步，并且計算效果還需要進一步的修改整定，至今還有人在研究理論確認調節(jié)參數地方法。所以，在實際應用過程中，理論計算法比較少。經驗試湊法最廣為人知的就是第一章提到的整定口訣了。該方法提供了一個大致整定的方向形性思路。當時整定參

4、數，需要兩只眼睛盯著數據看，不斷地思考琢磨。上世紀90年代的時候，我就曾經面對著I型和II型儀表，就這么琢磨。如果是調節(jié)周期長的系統(tǒng)，比如汽溫控制，需要耗費大量的時間?？茖W發(fā)展到了今天，DCS應用極其普遍，趨勢圖收集極其方便。對于單個儀表，也大都有趨勢顯示功能。所以，我們完全可以借助趨勢圖功能，進行參數整定。我們可以依靠分析比例、積分、微分的基本性質，判讀趨勢圖中，比例、積分、微分的基本曲線特征，從而對PID參數進行整定。這個方法雖然基

5、本等同于經驗試湊法，但是它又比傳統(tǒng)的經驗試湊法更快速更直觀的，更容易整定。因而，我把這種依靠對趨勢圖的判讀，整定參數的辦法，稱之為：趨勢讀定法趨勢讀定法。趨勢讀定法三要素：設定值、被調量、輸出。三個曲線缺一不可。串級系統(tǒng)參照這個執(zhí)行。這個所謂的趨勢讀定法，其實早就被廣大的自動維護人員所掌握，只是有些人的思考還不夠深入，方法還不夠純熟。這里我把它總結起來，大家一起思考。這個東西看著新鮮，其實一點都不高深，上過初中的人，只要受過嚴格訓練，都

6、可以成為整定參數的好手。什么？初中生理解積分微分的原理么？恩，初中生沒有學過微積分，可是一旦你給他講清楚微積分的物理意義，然后認真訓練判斷曲線的習慣和能力，完全可以掌握好PID的參數整定?？喙Ψ蜻€要花的。必須要經過比較嚴格的訓練。怎么才算受過嚴格訓練呢？我不了解別人是怎么訓練的，我只根據我自己理解的情況，把我認為正確的理解給大家講述一下。咱既然說了，初中生都可以理解，那么咱依舊避免降，輸出曲線就下降。兩者趨勢完全一樣。4)對于負作用的調

7、節(jié)系統(tǒng)，被調量曲線和輸出曲線相對。波動周期完全一致。5)只要被調量變化，輸出就變化；被調量不變化，不管靜態(tài)偏差有多大，輸出也不會變化。上面5條推論很重要，請大家牢牢記住。記住不記住其實沒有關系，只要你能把它溶化在你的思想里也行。溶化了么？那我出幾個思考題：1)被調量回調的時候，輸出必然回調么？2)被調量不動，設定值改變，輸出怎么辦？3)存在單純的比例調節(jié)系統(tǒng)么？4)純比例調節(jié)系統(tǒng)會消除靜差么？第一條回答：是。第二條回答：相當于被調量朝相

8、反方向改變。你想啊，調節(jié)器的輸出等于輸入偏差乘以一個系數，設定值改變就相當于設定值不變被調量突變，對吧。第三條回答：是。在電腦出現(xiàn)之前，還沒有DCS，也沒有集中控制系統(tǒng)。為了節(jié)省空間和金錢，對于一些最簡單的有自平衡能力的調節(jié)系統(tǒng)，比如水池水位，就用一個單純的比例調節(jié)系統(tǒng)完成調節(jié)。第四條回答：否。單純的比例調節(jié)系統(tǒng)可以讓系統(tǒng)穩(wěn)定，可是他沒有辦法消除靜態(tài)偏差。那么怎么才能消除靜態(tài)偏差呢？依靠積分調節(jié)作用。為了便于理解，咱們把趨勢圖畫出來分析

9、。見圖2：比例作用下的調節(jié)曲線。圖中，假設被調量偏高時，調門應關小，即PID為負作用。在定值有一階躍擾動時，調節(jié)器輸入偏差為－△e。此時Tout也應有一階躍量△e（1δ），然后被調量不變。經過一個滯后期t2，被調量開始響應Tout。因為被調量增加，Tout也開始降低。一直到t4時刻，被調量開始回復時，Tout才開始升高。兩曲線雖然波動相反，但是圖形如果反轉，就可以看出是相似形。2323I純積分作用趨勢圖的特征分析純積分作用趨勢圖的特征分

10、析I就是積分作用。一句話簡述：如果調節(jié)器的輸如偏差不等于零，就讓調節(jié)器的輸出按照一定的速度一直朝一個方向累加下去。積分相當于一個斜率發(fā)生器。啟動這個發(fā)生器的前提是調節(jié)器的輸如偏差不等于零，斜率的大小與兩個參數有關：輸入偏差的大小、積分時間。在許多調節(jié)系統(tǒng)中，規(guī)定單純的比例作用是不存在的。它必須要和比例作用配合在一起使用才有意義。我不知道是不是所有的系統(tǒng)都有這么一個規(guī)定，之所以說是個規(guī)定，是因為，從原理上講，純積分作用可以存在，但是很可能