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
1 N* S& ^, @% i7 k5 e1 B# f+ cP、1、D各参数在控制中的作用，
; i& b- c8 Y0 n0 g, e, `; y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
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
. J# J. e# E6 A, u" b" tDCS
4 O, o! ?+ ?  ?0 l: a  O6 V的PID参数整定有一定参考价值。
: t2 R9 U/ K/ b4 h! ?( [关键词: PID 参数整定DCS MATLAB 仿真
1 r8 j' b/ E  _
9 R5 ]& e3 W0 \串级调节
) V$ R9 Y# k+ pPID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
. d' z5 W" z2 x) G7 D/ ]/ Q/ w! Y1 l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。.
- t$ p( I5 @  Z9 A- ]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。
. [, K/ j5 c% @- c" [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
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。
! W$ G& |5 w% ?7 s& n. j) b2.1 P调节(比例调节)
- a, P3 S$ a4 _4 f. b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
& x! h1 ^1 k; r6 Z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
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
1 t) c+ q* E) {( e# m' G. j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
8 q' k/ F. j4 J甚至不稳定。稳定是任何系统闭环控制的首要要求，
* ]  f  n) ]7 k比例带的设置必须保证系统
7 w9 E; s" z) @3 n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
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。
' r1 O( H! d! k% [9 I. }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
6 z! V: I; A2 I# [) {. m7 e" J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，
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。