PID参数整定过程

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PID参数整定过程
) W7 \6 k, S7 d邓文清
摘要:本文通过对PID 控制的理论分析，得出
P、1、D各参数在控制中的作用，
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
DCS
的PID参数整定有一定参考价值。
5 I/ c' p; n; Q% w关键词: PID 参数整定DCS MATLAB 仿真
/ p1 C) h1 E" {, H% }: T
串级调节
PID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
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,
( q4 j" f' ~$ p: A! x& u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
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。
+ l9 `+ ]/ b6 I0 |! }: z- M3 {3 P2.1 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
* K2 _$ M, U; q& `- y( u3 r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
# Z- l* a3 G0 A9 z6 h. N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
, l' V4 Z# u. ?, ]之间一-定有残差存在。
$ B1 V$ c8 `# t2 d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
8 I4 X  Q3 p2 h! @; v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
, E+ z0 o  C  ~3 A7 c甚至不稳定。稳定是任何系统闭环控制的首要要求，
0 b2 O# S3 @$ {# J比例带的设置必须保证系统
; k: A$ b0 K: Z( u; \具有-定的稳定裕度。
+ f6 L: c2 j9 j% y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
# L" g+ e+ S( p; m; @& |. V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
. Y) J9 A2 i. @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。