PID 参数选取(振荡法)_第1页
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文档简介

1、4.2.2 PID 参数选取PID 控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容，也是最困难的部分。它是根据被控过程的特性确定 PID 控制器的比例系数 KP、积分时间常数 Ti 和微分时间常数 Td 的大小。比例控制能迅速产生与误差成正比的调节作用，从而减少稳态误差。但是，比例控制不能消除稳态误差。KP的加大会引起系统的不稳定，容易产生振荡，使得调节时间延长。相反，若 KP太小会使系统动作缓慢，灵敏度降低.在系统稳定的情况下，如果加大 KP，可提高控制精度，减小误差。积分控制主要用于消除静差。Ti 太小，积分作用强，系统将不稳定；Ti 偏小，振荡次数较多，超调量较大；Ti 太大，积分作用弱，对系

2、统性能的影响减小；Ti合适时，过渡过程特性比较理想。在系统稳定的情况下，Ti 太大时，消除静差太慢；Ti 太小，系统不稳定。微分控制可以根据误差变化的速度，提前给出较大的调节作用。微分部分反映了系统变化的趋势，它较比例调节更为及时，所以微分部分具有超前和预测的特点。当 Td 增大时，超调量减少，动态性能得到改善。但当 Td 太大时，会引起过大的超调，系统不稳；Td 太小，调节质量改善不大。PID 控制器参数整定的方法很多，目前使用比较广泛的是振荡法。在这种方法中，先只采用比例控制，然后使 KP从 0 增加到临界值 Kr，这里临界值是指系统首次出现持续振荡时的增益值（如果不论怎样调整 KP，都不会出现持续振荡，则此法不能用），出现持续振荡后测出振荡周期 Pr。齐格勒-尼柯尔斯提出可以根据下表中的公式确定 KP、Ti、Td。表 4-1 PID 参数整定表控制器类别KPTiTdP0.5Kr0PI0.45KrPr/1.20PID0.6Kr0.5Pr0.125Pr我们依据这一理论，对 PI 参数进行了整定。先让积分常数为零，比例系数 KP由小增加到 0.03 时，示波器观察输出电压开始出现等幅振荡，振荡周期为 0.

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