PID参数整定过程

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PID参数整定过程
邓文清
摘要:本文通过对PID 控制的理论分析，得出
9 V  e4 P$ W+ V* E" l: iP、1、D各参数在控制中的作用，
& c  F1 i7 u" E" O2 T并使用MATLA软件完整的仿真了一个普通PID 的参数整定过程，能直观的看出各
1 g$ ?. T1 m6 o" o参数在自动控制中的功能，便于深入理解
PID的含义和整定过程，对工作中
DCS
的PID参数整定有一定参考价值。
7 Z/ ?" y& \9 i6 e6 ^关键词: PID 参数整定DCS MATLAB 仿真
+ F8 e3 y. B7 g8 p# a7 A
( c8 t; ?# J7 t, V& k串级调节
# x+ l+ B$ X5 J- f, \# rPID控制是比例积分微分控制的简称。在 生产过程自动控制的发展中PID 控
" G% {' T; H5 n8 H7 i  W3 m制是历史悠久，生命力最强的基本控制方式。PID 控制有原理简单，使用方便,
适应性强的优点，广泛应用于化工、热工、 冶金、炼油以及建材等各种生产部门。.
PID控制是一种负反馈控制，因为在反馈控制系统中，自动调节器和被控对
象构成一个闭合回路。在连接成闭合回路是可能有两中情况:正反馈和负反馈。
正反馈作用加剧被控对象流入量流出量的不平衡，从而 导致系统不稳定:负反馈
+ ?$ P: d; r% P+ L/ i. F) Y  e5 {作用则是缓解其中的不平衡，这样才能正确地达到自动控制的目的。
2 S* o& [/ d! M+ x* z2.1 P调节(比例调节)
比例调节的显著的特点:有差调节。在过程控制中习惯用增益的倒数来表示
. y5 X7 a* s: L; z- y) p: A3 {调节器输入输出之间的比例关系:其中kp =te其中δ称为比例带。在生产过程
9 V& q: k9 \! ^! L, p2 i运行中经常会发生负荷变化即物料能量和流量的大小的变化。如果采用比例调
4 l5 z+ D, T: T! D( `9 `4 I7 \节，则在负荷扰动下的调节过程结束后，被 调量不可能与设定值准确相等，他们
之间一-定有残差存在。
比例带对调节过程的影响:比例调节的残差随着比例带的加大而加大。然
而，减小比例带就等于加大调节系统的开环增益P，其后果是导致系统激烈振荡
3 r! l: Z8 ]& |- J( A甚至不稳定。稳定是任何系统闭环控制的首要要求，
比例带的设置必须保证系统
1 ?2 S+ v! h6 M* v/ |具有-定的稳定裕度。
对于典型的工业过程，P 对于调节过程的影响为，当P 很大时意味着调节阀
8 H' X( g3 A/ n: J$ m的动作幅度很大，引起被调量来回波动，但 系统仍可能是稳定的，残差相应减小。
P具有一个临界值，当处于临界值时系统就等幅震荡，此时进一步增大P 系统就
% K3 v/ |+ x5 V不稳定，就会导致系统发散而不能控制了。减小P 就减小了调节阀的动作幅度，
% I4 P: }9 @! M9 ^, N因此被调量变化比较平稳，甚至可没有超调量，但残差很大调节时间也很长。

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对于典型的工业过程，P 对于调节过程的影响为，当P 很大时意味着调节阀的动作幅度很大，引起被调量来回波动，但 系统仍可能是稳定的，残差相应减小。