PID参数调节经验整理

一、PID的介绍 在所有的调节控制器中，PID调节是最为经典的一种。其问世至今已有70年之久，以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便等优势，依然应用广泛。近来，着手进行一个关于精度补偿控制器的调节，所用的控制器为PID控制器，作为一个新着手的新人，特把网上的调试方法记录了一下，主要是感性的试凑法。 PID的基本控制原理入下图所示，主要是用于闭环控制：

通过理论输入与实际输出的反馈得出理论与实际的偏差，通过PID控制器的调节作用，使得实际逐渐趋近于理论，达到补偿的效果。 PID中的三个参数分别代表比例系数，积分时间常数和微分时间常数。P代表的比利控制是最简单的一种控制方式，其输出与输入误差成比例关系，但当仅有比例控制时，容易出现超调及稳态误差。I代表积分控制，其主要作用是消除稳态误差和减少系统趋近稳定是的振荡。D代表的微分控制，实际上类似于求导的过程，能够预知误差的变化趋势，能够避免严重的超调。

二、PID调节方法 PID调节的具体过程一般有理论计算整定法和工程整定法。对于复杂的、非线性的系统通常用工程整定法，即根据工程经验试凑出合理的参数。PID参数的设置步骤一般如下： （1）首先选择一个合适的并且尽量短的采样时间让系统工作； （2）首先加入比例环节，调节比例系数，直到系统的输出出现临界振荡； （3）若单独的比例环节不能满足设计要求，则此时加入积分环节，调整好的比例系数缩小为原来的0.8，然后调节积分时间参数，使得系统能保持较小的稳态误差和较小的振荡时间，此时可以同时调整比例系数和积分时间常数，知道得到较为满意的结果； （4）如若还不是特别满意，可以增加微分环节，从小到大逐渐增加微分时间常数，同时相应的更改比例系数和积分时间，试凑出合适参数。

三、PID调节口诀 参数整定找最佳，从小到大顺序查 先是比例后积分，最后再把微分加 曲线振荡很频繁，比例度盘要放大 曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳 曲线偏离回复慢，积分时间往下降 曲线波动周期长，积分时间再加长 曲线振荡频率快，先把微分降下来 动差大来波动慢。微分时间应加长 理想曲线两个波，前高后低 4 比 1 一看二调多分析，调节质量不会低

四、网上看到的一个小故事 小明接到这样一个任务：有一个水缸点漏水（而且漏水的速度还不一定固定不变），要求水面高度维持在某个位置，一旦发现水面高度低于要求位置，就要往水缸里加水。 小明接到任务后就一直守在水缸旁边，时间长就觉得无聊，就跑到房里看小说了，每30分钟来检查一次水面高度。水漏得太快，每次小明来检查时，水都快漏完了，离要求的高度相差很远，小明改为每3分钟来检查一次，结果每次来水都没怎么漏，不需要加水，来得太频繁做的是无用功。几次试验后，确定每10分钟来检查一次。这个检查时间就称为采样周期。 开始小明用瓢加水，水龙头离水缸有十几米的距离，经常要跑好几趟才加够水，于是小明又改为用桶加，一加就是一桶，跑的次数少了，加水的速度也快了，但好几次将缸给加溢出了，不小心弄湿了几次鞋，小明又动脑筋，我不用瓢也不用桶，老子用盆，几次下来，发现刚刚好，不用跑太多次，也不会让水溢出。这个加水工具的大小就称为比例系数。 小明又发现水虽然不会加过量溢出了，有时会高过要求位置比较多，还是有打湿鞋的危险。他又想了个办法，在水缸上装一个漏斗，每次加水不直接倒进水缸，而是倒进漏斗让它慢慢加。这样溢出的问题解决了，但加水的速度又慢了，有时还赶不上漏水的速度。于是他试着变换不同大小口径的漏斗来控制加水的速度，最后终于找到了满意的漏斗。漏斗的时间就称为积分时间。 小明终于喘了一口，但任务的要求突然严了，水位控制的及时性要求大大提高，一旦水位过低，必须立即将水加到要求位置，而且不能高出太多，否则不给工钱。小明又为难了！于是他又开努脑筋，终于让它想到一个办法，常放一盆备用水在旁边，一发现水位低了，不经过漏斗就是一盆水下去，这样及时性是保证了，但水位有时会高多了。他又在要求水面位置上面一点将水凿一孔，再接一根管子到下面的备用桶里这样多出的水会从上面的孔里漏出来。这个水漏出的快慢就称为微分时间。 引自：https://www.diangon.com/wenku/plc/201608/00033770.html《PID控制原理，看完这三个故事你就明白了》