完整介绍pid调试方法

1、1.1衰减曲线法衰减曲线法是在总结临界比例带法基础上发展起来的，它是利用比例作用下产生的4:1衰减振荡(屮=0.75)过程时的调节器比例带6及过程衰减周期T,ss据经验公式计算出调节器的各个参数。衰减曲线法的具体步骤是：(1) 置调节器的积分时间T微分时间T-0,比例带5为一稍大的值;id将系统投入闭环运行。(2) 在系统处于稳定状态后作阶跃扰动试验,观察控制过程。如果过渡过程衰减率大于0.75,应逐步减小比例带值,并再次试验,直到过渡过程曲线出现4:1的衰减过程。记录下4:1的衰减振荡过程曲线，如图所示的曲线上求取屮=0.75时的振荡周期T结合此过程下的调节器比例带5,按表计算出调节器的各s

2、s个参数。表衰减曲线法计算公式4：1衰减曲线法PID参数整定经验公式10：1衰减曲线法PID参数整定经验公式PID0.8X5SS1.2xTr0.4xTr适当修改调节器参数，到满意为止。与临界比例带法一样，衰减曲线法也是利用了比例作用下的调节过程。从表3-5可以发现，对于屮=0.75，采用比例积分调节规律时相对于采用比例调节规律引入了积分作用，因此系统的稳定性将下降，为了仍然能得到屮=0.75的衰减率，就需将5放大1.2倍后作为比例积分调节器的比例带值。s1.2临界比例带法临界比例带法又称边界稳定法，其要点是将调节器设置成纯比例作用，将系统投入自动运行并将比例带由大到小改变，直到系统产生等幅振荡

3、为止。这时控制系统处于边界稳定状态，记下此状态下的比例带值，即临界比例带5以及振K荡周期T，然后根据经验公式计算出调节器的各个参数。可以看出临界比例带K法无需知道对象的动态特性，直接在闭环系统中进行参数整定。临界比例带法的具体步骤是：(1) 将调节器的积分时间置于最大，即T；置微分时间T=0；置比例带5id于一个较大的值。(2) 将系统投入闭环运行，待系统稳定后逐渐减小比例带5，直到系统进入等幅振荡状态。一般振荡持续45个振幅即可，试验记录曲线如图3-7所示。(3) 据记录曲线得振荡周期T，此状态下的调节器比例带为5，然后按表3-6KK计算出调节器的各个参数。(4) 将计算好的参数值在调节器上

4、设置好，作阶跃响应试验，观察系统的调节过程，适当修改调节器的参数，直到调节过程满意为止。除此之外，动态参数法、经验试凑法、理论计算法，不述了。上面的两种方法，任何工程人员，只要按照步骤走完，大都可以整定出差不离的参数的。不管什么样的工程指导文档，最好是这种有可实现的具体步骤。2细化模块说明2.1原模块说明1.参数意义SP:先进控制模型设定值PV:先进控制模型测量值AV:先进控制模型总输出-5-1+1+5:PID手动时，调节输出量正反作用：调节PID的作用方向PVMD:先控模型输入量程下限（PID在计算比例带时使用，根据实际仪表量程设置）PVMU:先控模型输入量程上限（PID在计算比例带时使用，

5、根据实际仪表量程设置）MD:先控模型输出量程下限（PID在计算比例带时使用，根据实际仪表量程设置）MU:先控模型输出量程上限（PID在计算比例带时使用，根据实际仪表量程设置）SVL:PID积分启动下限（PV量程*SVL%），实际偏差小于此下限，停止积分SVH:PID变积分启动上限（PV量程*SVL%），实际偏差大于此下限，启动变积分OUTB:先控模型输出下限OUTT:先控模型输出上限AV_P:PID部分输出值AV_R:软伺服部分输出值AV_GC:扰动观测器的输出AV_J:扰动观测器静态部分输出值AV_D:扰动观测器动态部分输出值AV_C:重叠控制部分输出值TC:扰动观测器扫描时间TZ:扰动观测

6、器专家时间GC1:扰动观测器静态系数（设置为正数，已经通过正反作用确定了系数的正负）GC2:扰动观测器动态系数（设置为正数，已经通过正反作用确定了系数的正负）OUTL:扰动观测器输出下限OUTH:扰动观测器输出上限CDGD:重叠控制拐点CDKJ:重叠控制扰动观测静态系数（设置为正数，已经通过正反作用确定了系数的正负）CDKD:重叠控制扰动观测动态系数（设置为正数，已经通过正反作用确定了系数的正负）CDBH:重叠控制扰动观测输出CDK1:重叠控制启动输出系数，为正数（设置为正数，已经通过正反作用确定了系数的正负）CDK2:重叠控制退出输出系数，可正可负，为正数时，表示恢复时按照相同方向恢复，为负

7、数时，表示按照相反方向恢复。如为0.2时，假如拐点设置为1，作用时是加1的，在返回时，由原来加1的，变为加0.2，整理到PID输出上，比CD没起作用时增加0.2。相反如果为-0.2时，假如拐点设置为1，作用时是加1的，在返回时，返回为-0.2，比原来还要减少0.2的量。TL1:软伺服小周期时间参数，软伺服多个段的周期一致E1：软伺服小偏差量参数AO1:软伺服小幅度输出参数TL2/E2/AO2，TL3/E3/AO3，TL4/E4/AO4意义相同TL:软伺服防抖时间PO:PID参考比例参数PTK:PID比例自整定系数KP:PID变比例系数P:PID修正后比例参数TI0:PID参考积分参数PTK:P

8、ID积分自整定系数KI:PID变积分系数TI:PID修正后积分参数TD:PID参考微分参数KD:PID变微分系数SP_RH:先进控制模型设定值变化速率，每个扫描周期的变化量ORL:先进控制模块输出下限，只有先控模块的每次累积输出大于该值时，输出才发生一次变化。备注：目前扰动观测器、重叠控制、软伺服的作用方式都与PID正反作用一致。扰动观测器、重叠控制的静动态系数都设置成正数。通过左键点击调试窗口中的输出变量AV_P、AV_R、AV_GC、AV_J、AV_D、AV_C，可以隐藏或显示右侧趋势中的曲线。原模块的说明书，除了对变量的描述，其它信息比较少，不利于工程人员掌握，有时还容易出错。一个好产品

9、，应该配有一个好说明书。2.2、建议把名词解释做成表格，增加数据类型，默认值等如下图：输入数据类型描述数据同步掉电保护参数对齐强制备注PVREAL过程测量值0.00否否否否INCOMPREAL输入补偿0否否是否OUTCCMPREAL输出补偿0否否是否TRKVALREAL跟踪量点000否否否是TRKSWBOOL跟踪开关0.00否否否是参数数据类型描述掉电保护参数对齐强制备注MUREAL输岀值的量程上限100否否否MDREAL输出值的量程下限0否否是否ACTOPTBOOL作用方式1否是是否TRKOPTBOOL手动.跟踪方式下SP是否跟踪PV1否否是否OUTRALREAL单步输出限值5否否是否单位冉

10、DALREAL偏差报警限30否否是否百分数（）INTEDBREAL积分分离限100否否是否百分数（）DVDBREAL偏差死区限02否否是否百分数（）OUTOPTBOOL输出模式0否否是否2.3建议增加算法逻辑图向工程人员描述清楚计算流程。计算的大致流程不涉及什么秘密的，都是标准的算法下面举和利时PID算法块的计算流程供参考。图3.12.1PID算法逻辑图2.4建议增加算法的公式，如下图在常规模拟控制系统里，PID的计算表达式如下：AVt)=KP-F(t)+KP訂e+kJt+td'-1)KPKD(E(t)-E(t-1)(公式1)上式中：AV(t)：PID的运算输出值E(t)：偏差值,偏差

11、值是设定值与测量值的计算差值，即：设定值一测量值KP：比例系数TI：积分时间(S)TD：微分时间(S)KD：微分增益在离散控制系统里(计算机控制人PID的计算表达式如下：本PID模块采用增量型算式计算，即：PID模块的木周期输出值是上周期的输出值与木周期的增量运算值之利。AVAV(k-)+MV(k)(公式2上式中：AV：PID的运算输出值AV(k-l)：PID的上-运算周期的运算输出值AV(k)：PID的木运算周期的增量运算值(公式4)pm的量程转换算式：的=竺严竺PT(PVU-PVL)上式中：PT：比例带测量值的呈程上限MD;测量值的量程下限PVU±输出值的量程上限PVL：输出值的

12、量程下限偏差值的计算式：E怕=SP(k)-尸卩(&)+7CU)(公式5上式中：E(kh本周期的偏差值EP(k)：本周期的设定值PV(k)：本周期的测量值IC?(k)：本周期的输入补偿值偏差值变忆量的计算式t=(公式G上式中：AE(k)：偏差值变化量E(k-1);上周期偏差值E(k”本周期偏差值偏差值变忆量的变化量的计算式，A(AE(A:)=AE(k-1)-AE址)(公式门上式中：A(AE(k)：偏差值变化量的变化量AE(k-O：上周期偏差值变化量AE(k)：本周期偏差值变化量2.5建议增加一些关键名词的定义如限幅、限速等。如下，示例。4. 输岀变化率限制PID模块可以对PB计算的输出值

13、的变化率进行检测，如果变化率大f预先设定的限值被称之为变化率眼）时，则产生报警信号，并把其报警信号显示在PID的操作面板上匕如果输出变化率大于变化率限时，则系统将本次PED模块的输出限制在变化率限“例如匕输出值的量程上卞限为0100,输出变化率限为10%,上周期的PED输出值为站,本周期PID模块的计算值为50%,那么，输出变化率=50%站=15%.15%>10,因此发生变化率趙限报警此时，本周期的pmM正的输出为3亍+10%-45%.系统默认参数是：输出变化率限为10%.5. 输岀幅值限制PID模块可以将最终输出的输出值限制在一定的范围内*使得输出不超出这个范围.称之为输出上限限制值和输出卜限限制值