PID參數(shù)的整定方法（精編版）

1、pid 參數(shù)的整定方法第一節(jié)： pid 的含義一控制論的發(fā)展， pid 的產(chǎn)生。1. 自動控制，又稱自動調(diào)節(jié)，自十九世紀產(chǎn)生以來，其歷史也 就短短的一百多年。一百年來，尤其在工程控制領(lǐng)域，自動控制得到 了極其普遍的應(yīng)用，取得了輝煌的效果。毫不夸張地說：如果沒有自 動控制， 我們的社會就不可能發(fā)展到現(xiàn)在這個地步。而大學中增加自動控制專業(yè)的歷史也非常短，是有數(shù)學專業(yè)轉(zhuǎn)化而來。本人就是自動控制專業(yè)畢業(yè)的2. 負反饋：在自動控制的研究過程中，提出了一個重要概念：負反饋。咱 們搞自動控制的都知道， 一個控制系統(tǒng)中， 負反饋回路可以使得系統(tǒng)穩(wěn)定，正反饋使得系統(tǒng)發(fā)散。負反饋理論應(yīng)用非常廣泛。 不只工業(yè)控制使

2、用負反饋， 大到國家宏觀調(diào)控，中到商業(yè)管理，小到個人的行為，角角落落，無不出現(xiàn)負 反饋的身影。負反饋過量，就是控制過度，會使得系統(tǒng)發(fā)生震蕩?？刂七^度其實就是比例帶過小。負反饋是不是過量，也跟比例帶的設(shè)置有關(guān)系。3. 穩(wěn)定性：負反饋的方法有了， 但是怎樣界定震蕩與不震蕩，是否控制過度呢， 1932 年美國通信工程師h. 奈奎斯特發(fā)現(xiàn)電子電路中負反饋放大器的穩(wěn)定性條件， 即著名的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)。從此有了判斷設(shè)計的控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定的手段。4. 中國人在自動控制領(lǐng)域的奉獻工程控制論，作者錢學森。他在閑暇時因新中國建立，他想回國， 美國人就不準其接觸核心科學寫出的在工程控制領(lǐng)域具有里程碑式的一本書。二

3、 pid 是什么？1. 調(diào)節(jié)器：執(zhí)行機構(gòu)好比人手腳，本控制量好比人的眼睛和 感知器官，而調(diào)節(jié)器就是人的大腦，它是一個控制系統(tǒng)的核心?；?的調(diào)節(jié)器具有兩個輸入量： 被調(diào)量和設(shè)定值。 被調(diào)量就是反映被調(diào)節(jié)對象的實際波動的量值。比方水位溫度壓力等等；設(shè)定值顧名思義， 是人們設(shè)定的值，也就是人們期望被調(diào)量需要到達的值。基本的調(diào)節(jié)器至少有一個模擬量輸出。大腦根據(jù)情況運算之后要發(fā)布命令了，它發(fā)布一個精確的命令讓執(zhí)行機構(gòu)去按照它的要求動作。事實上，為了描述方便，大家習慣上更精簡為兩個量：輸入偏差和輸出指令。2. 什么是 pidp 就是比例，就是輸入偏差乘以一個系數(shù)；i就是積分，就是對輸入偏差進行積分運算；

4、d 就是微分，對輸入偏差進行微分運算。至于是誰發(fā)明的pid 控制方法，不得而知，但確實是一個天才。3. 日常生活中的 pid 應(yīng)用在日常生活中， 人們不自覺的會應(yīng)用到pid 控制思想， 只是沒有上升到理論高度。比方說桌子上放個物體， 樣子像塊金屬。 你心里會覺得這個物體比較重，就用較大力量去拿，可是這個東西其實是木頭做的，外觀被 加工成了金屬的樣子。手一下子“拿空了”，用力過猛，這是怎么回 事？比例作用太強了。 導致你的大腦發(fā)出指令， 讓你的手輸出較大的力矩，導致“過調(diào)”。還是那個桌子， 還放著一塊相同樣子的東西，這一次你會用較小的力量去拿。 可是東西紋絲不動。 怎么回事？原來這個東西確確實實

5、是金屬做的。剛剛你調(diào)整小了比例作用，導致比例作用過弱。導致你 的大腦發(fā)出指令，命令你的手輸出較小的力矩，導致“欠調(diào)”。還是那個桌子， 第三塊東西樣子跟前兩塊相同，這一次你一定會小心點了， 開始力量比較小， 感覺物體比較沉重了， 再逐漸增加力量， 最終順利拿起這個東西。 為什么順利了呢？因為這時候你不僅使用了比例作用， 還使用了積分作用， 根據(jù)你使用的力量和物體重量之間的偏差，逐漸增加手的輸出力量，直到拿起物品以后，你增加力量的趨 勢才得以停止。4. pid 整定口訣相信大家在學習過程中都見過下面這pid 參數(shù)的整定口訣： 參數(shù)整定找最正確，從小到大順序查。先是比例后積分， 最后再把微分加。曲線

6、振蕩很頻繁， 比例度盤要放大。曲線漂浮繞大彎， 比例度盤往小扳。曲線偏離回復慢， 積分時間往下降。曲線波動周期長， 積分時間再加長。曲線振蕩頻率快， 先把微分降下來。動差大來波動慢， 微分時間應(yīng)加長。理想曲線兩個波， 前高后低四比一。一看二調(diào)多分析， 調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低。可是，對于一個初學者來說，如果沒有具體的實例，還是不能判斷怎么算繞大彎， 怎么叫做快怎么叫做慢。 咱們看看“曲線波動周期長， 積分時間再加長。”這句話。要單純理解這句話很不容易。它的本意是說：被調(diào)量波動不能穩(wěn)定且周期較長，說明積分作用過強， 需要將積分時間加長。 可積分時間是否過長， 不是單純看被調(diào)量的波動狀況就能判斷出來的。 尤

7、其是多沖量復雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)，同樣被調(diào)量的曲線形狀， 不能唯一斷定是某一種因素所致，我們需要把輸出曲線放在一起綜合衡量。5. pid的工程整定方法：其實這個方法已經(jīng)被大家所熟知，并由pid 優(yōu)化軟件進行實現(xiàn)。淺白一點說， 就是先把系統(tǒng)調(diào)為純比例作用，然后增強比例作用讓系統(tǒng)震蕩，記錄下比例作用和震蕩周期，然后這個比例作用乘以0.6 ， 積分作用適當延長。公式表達如下：×× 4×為比例控制參數(shù) 為微分控制參數(shù) 為積分控制參數(shù) 為系統(tǒng)開始振蕩時的比例值； 為極坐標下振蕩時的頻率這個方法只是提供一個大致的思路，具體情況要復雜得多。6. pid的不足pid 控制法已經(jīng)當之無愧的成

8、了經(jīng)典控制方法。我們在控制理論中都會進行大篇幅的講述， 在我們電廠熱力系統(tǒng)的控制中，絕大部分都采用 pid 控制方法，我們要講的，也就是這種經(jīng)典的pid 控制?？墒菍τ诖筮t延的系統(tǒng)， 或者是多輸入多輸出的強耦合系統(tǒng)， pid控制往往就變得無能為力了，不能取得良好的控制效果。三現(xiàn)代控制理論介紹在 pid 調(diào)節(jié)誕生后， 取得了很好的應(yīng)用效果。 pid 調(diào)節(jié)迅速普及。但是，正如上面所述的，現(xiàn)實總是復雜的。有些系統(tǒng)是pid 應(yīng)付不了的。這就是現(xiàn)代控制理論的形成的原因。下面介紹幾種常用的現(xiàn)代控制思想1. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制總的來說， 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制是模擬生物感知控制。它將每個信號進行加權(quán)運算和小信號切除后， 進

9、行層運算， 最終多路輸出。 并行計算、分步信息儲存、容錯能力強是它突出的優(yōu)點。2. 模糊控制模糊控制誕生于1965 年。創(chuàng)始人是美國人又是美國！模糊控制叫做 fuzzy 控制，是將精確量模糊化，根據(jù)隸屬度進行控制策略的選取， 因為模糊控制對精細調(diào)節(jié)的優(yōu)勢不明顯，后來又誕生了模糊+pid 控制。3. 小波理論第二節(jié) pid的參數(shù)整定一幾個基本概念1. 單回路：就是指自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)只含有一個pid 的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。2. 串級：一個 pid 不夠用怎么辦？把兩個pid 串接起來，第一個 pid 的輸出作為第二個pid 的設(shè)定值， 形成一個串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 又叫雙回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3. 正作用： 對于 pid 調(diào)

10、節(jié)器來說， 輸出隨著被調(diào)量增高而增高， 降低而降低的作用，叫做正作用。比方說一個水池有一個進水口和一個出水口，進水量固定不變， 依靠調(diào)節(jié)出水口的水量調(diào)節(jié)水池水位。那么水位如果高了， 就需要調(diào)節(jié)出水量增大，4. 負作用：對于 pid 調(diào)節(jié)器來說，輸出隨著被調(diào)量的增高而降低的作用叫做負作用。還是這個水池，我們把出水量固定不變，而依 靠調(diào)節(jié)進水量來調(diào)節(jié)水池水位。那么如果水池水位增高， 就需要關(guān)小進水量。5. 動態(tài)偏差：在調(diào)節(jié)過程中，被調(diào)量和設(shè)定值之間的偏差隨時改變，任意時刻兩者之間的偏差叫做動態(tài)偏差。簡稱動差。6. 靜態(tài)偏差：調(diào)解趨于穩(wěn)定之后，被調(diào)量和設(shè)定值之間還存在的偏差叫做靜態(tài)偏差。簡稱靜差。7

11、. 回調(diào)：調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)作用顯現(xiàn)，使得被調(diào)量開始由上升變?yōu)橄陆?，或者由下降變?yōu)樯仙?。?pid 參數(shù)調(diào)整要觀察的曲線現(xiàn)在 dcs在電廠控制領(lǐng)域很普及， 曲線功能很強大， 想收集什么曲線就收集什么曲線，投自動至少要觀察以下曲線。1、設(shè)定值。作為比較判斷依據(jù)；2、被調(diào)量波動曲線。3、pid 輸出。就這么簡單。如果是串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，我們還要收集：4、副調(diào)的被調(diào)量曲線；5、pid 輸出曲線。三 pid 控制作用的特性分析為今后曲線分析方便， 我們把 pid 的作用人為分開， 單獨進行分析1. p 比例作用曲線的特征分析所謂的 p，就是比例作用，就是把調(diào)節(jié)器的輸入偏差乘以一個系數(shù)，作為調(diào)節(jié)器的輸出。 一般來說

12、， 設(shè)定值不會經(jīng)常改變， 那就是說： 當設(shè)定值不變的時候， 調(diào)節(jié)器的輸出只與被調(diào)量的波動有關(guān)。那么我們可以基本上得出如下一個概念性公式：輸出波動 =被調(diào)量波動 * 比例增益通過概念性公式， 我們可以得到如下結(jié)論， 對于一個單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，單純的比例作用下：輸出的波形與被調(diào)量的波形完全相似。一句話簡述：被調(diào)量變化多少，輸出乘以比例系數(shù)就變化多少。p -比例作用下被調(diào)量曲線的幾點推論：1 對于正作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，頂點、谷底均發(fā)生在同一時刻。2 對于正作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 被調(diào)量的曲線上升， 輸出曲線就上升； 被調(diào)量曲線下降，輸出曲線就下降。兩者趨勢完全一樣。3 對于負作用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，被調(diào)量曲線和輸出曲線

13、相對。4 波動周期完全一致。5 只要被調(diào)量變化，輸出就變化；被調(diào)量不變化，不管靜態(tài)偏差有多大，輸出也不會變化。上面 5 條推論很重要，請大家牢牢記住。只有熟練掌握這些，才真正能夠判斷 pid 的影響。對于一些最簡單的有自平衡能力的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，比方水池水位， 就可以用一個單純的比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)完成調(diào)節(jié)。2. i -純積分作用曲線的特征分析i就是積分作用。積分相當于一個斜率發(fā)生器。啟動這個發(fā)生器 的前提是調(diào)節(jié)器的輸入偏差不等于零，斜率的大小與兩個參數(shù)有關(guān)： 輸入偏差的大小、積分時間。在許多調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，規(guī)定單純的積分作 用是不存在的。 它必須要和比例作用配合在一起使用才有意義。為了分析方便，咱們把積分作用

14、剝離開來，對其作單純的分析。那么單純積分作用的特性總結(jié)如下：1輸出的升降與被調(diào)量的升降無關(guān)，與輸入偏差的正負有關(guān)。2輸出的升降與被調(diào)量的大小無關(guān)。3輸出的斜率與被調(diào)量的大小有關(guān)。4被調(diào)量不管怎么變化，輸出始終不會出現(xiàn)階躍擾動。5被調(diào)量到達頂點的時候，輸出的變化趨勢不變，速率開始減緩。6輸出曲線到達頂點的時候，必然是輸入偏差等于零的時候。積分作用下的調(diào)節(jié)曲線因輸出的響應(yīng)較比例作用不明顯，故被調(diào)量開始變化的時刻t2 ， 較比例作用緩慢。在t1到 t2的時間內(nèi)，因為被調(diào)量不變，即輸入偏 差不變，所以輸出以不變的速率上升，即呈線性上升。調(diào)節(jié)器的輸出緩慢改變，導致被調(diào)量逐漸受到影響而改變。在 t2時刻，

15、被調(diào)量開始變化時，輸入偏差逐漸減小，輸出的速率開始降低。到 t3時刻，偏差為 0 時，輸出不變，輸出曲線為水平。然后偏差開始為正時，輸出才開始降低。到 t4時刻，被調(diào)量到達頂點開始回復， 但是因偏差仍舊為正， 故輸出繼續(xù)降低只是速率開始減緩。直到 t5時刻，偏差為 0 時，輸出才重新升高。一般來說，積分作用容易被初學者重視，重視是對的，因為它可以消除靜態(tài)偏差。可是重視過頭了，就會形成積分干擾。3. d -純微分作用曲線的特征分析d就是微分作用。 單純的微分作用是不存在的。 同積分作用一樣， 我們之所以要把微分作用單獨隔離開來講，就是為了理解的方便。微分作用的特點一句話簡述：被調(diào)量不動，輸出不動

16、；被調(diào)量一動，輸出馬上跳。微分作用的特點總結(jié)如下：1微分作用與被調(diào)量的大小無關(guān)，與被調(diào)量的變化速率有關(guān)；2與被調(diào)量的正負無關(guān)，與被調(diào)量的變化趨勢有關(guān)；3如果被調(diào)量有一個階躍變化，就相當于輸入變化的速度無窮大，那么輸出會直接到最小或者最大。所以，實際微分都是對幅度有限制的 kd。4微分參數(shù)分為兩個：微分增益和微分時間。微分增益表示輸出波動的幅度，微分時間表示回歸的快慢。合理搭配微分增益和微分時間，會起到讓你起初意想不到的效果。比例積分微分三個作用各有各的特點?？偨Y(jié)如下：比例作用：輸出與輸入曲線相似。積分作用：只要輸入有偏差輸出就變化。微分作用：輸入有抖動輸出才變化，且會猛烈變化4. 比例積分作用

17、的特征曲線分析比例積分作用， 就是在被調(diào)量波動的時候， 純比例和純積分作用的疊加。普通的工程師最容易犯的毛病，就是難以區(qū)分波動曲線中， 哪些因素是比例作用造成的，哪些因素是積分作用造成的。如下圖，定值有階躍擾動時，比例作用使輸出曲線tout 同時有一個階躍擾動，同時積分作用使tout 開始繼續(xù)增大。 t2時刻后，被調(diào)量響應(yīng) tout 開始增大。此時比例作用因e 減小而使 tout 開始降低如圖中點劃線tout( ) 所示；但是前文說了積分作用與e 的趨勢無關(guān)，與 e 的正負有關(guān)，積分作用因e 還在負向，故繼續(xù)使tout 增大，只是速率有所減緩。比例作用和積分作用的疊加，決定了 tout 的實際

18、走向，如圖tout( i)所示。只要比例作用不是無窮大，或是積分作用不為零，從t2 時刻開始，總要有一段時間是積分作用強于比例作用，使得tout 繼續(xù)升高。然后持平 t3時刻，然后降低。在被調(diào)量升到頂峰的t5時刻，同理，比例作用使tout 也到達頂點負向，而積分作用使得最終tout 的頂點向后延時 t6 時刻。從上面的分析可以看出： 判斷 t6時刻的先后， 或者說 t6距離 t5的時間，是判斷積分作用強弱的標準。一般來說，積分作用往往被初學者過度重視。 因為積分作用造成的超調(diào)往往被誤讀為比例作用的不當。四 pid 參數(shù)的整定1. 整定比例帶比例增益整定參數(shù)要根據(jù)上面提到的孤立分析的原則，先把系

19、統(tǒng)設(shè)置為純比例作用。也就是說積分時間無窮大，微分增益為0。最傳統(tǒng)、原始的提法是比例帶。 比例帶是輸入偏差和輸出數(shù)值相除的差。比例帶越大，比例作用越弱。它是增益的倒數(shù)。就是說比例作用越強，比例增益也就越大。整定比例作用比較笨的方法， 逐漸加大比例作用， 一直到系統(tǒng)發(fā)生等幅震蕩， 然后在這個基礎(chǔ)上適當減小比例作用即可， 或者把比例增益乘以 0.6 0.8 。不過上述方法是有一點點風險的。有的系統(tǒng)不允許設(shè)定值偏差大，要想明顯地看出來什么是等幅震蕩，就有可能威脅系統(tǒng)安全。并且，在比例作用比較弱的時候，波動曲線往往也是震蕩著的，有人甚至會把極弱參數(shù)下的波動當成了震蕩，結(jié)果是系統(tǒng)始終難以穩(wěn)定。那么到底怎么

20、判斷震蕩呢？一般來說，對于一個簡單的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，比例作用很強的時候，振蕩周期是很有規(guī)律的，基本上呈正 弦波形狀。 而極弱參數(shù)下的波動也有一定的周期，但是在一個波動周期內(nèi)，往往參雜了幾個小波峰。 根據(jù)這個我們幾乎大致可以判斷比例作用了。最終你所整定的系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)效果應(yīng)該是被調(diào)量波動小而平緩。在一個擾動過來之后，被調(diào)量的波動應(yīng)該是 “一大一小兩個波”。2. 整定積分時間一個初學者往往過分注重積分作用， 積分作用過強， 容易造成系統(tǒng)震蕩，或者損害執(zhí)行機柜。對于主調(diào)來說， 主調(diào)的目的就是為了消除靜態(tài)偏差。如果能夠消除靜態(tài)偏差，積分作用就可以盡量的小。在整定比例作用的時候，積 分作用先取消。比例作用

21、整定好的時候，就需要逐漸加強積分作用， 直到消除靜差為止。我們需要注意的是：一般情況下，如果比例參數(shù) 設(shè)置不合理， 那么靜差也往往難以消除。 在沒有設(shè)置好比例作用的時候，初學者往往以為是積分作用不夠強，就一再加強積分作用，結(jié)果 造成了積分的干擾。那么積分作用設(shè)置多少合理？上圖中，我們最需要關(guān)注的幾個點是： t5 、t6 、t7 。在 t5 ，t7 之間， t6 的時刻反映了積分的強度。 t6 過于靠近 t5 ，則積分作用過弱； t6過于靠近 t7 ，則積分作用過強。 t6所處的位置，應(yīng)該在t5 、t7之間的 1/2靠前一點。也就是說， t6的位置等于， t7 t5 之間的 1/4 到 1/2之

22、間。為什么積分要這么弱？當被調(diào)量回調(diào)的時候t5時刻，說明調(diào)節(jié)器讓執(zhí)行機構(gòu)發(fā)揮了調(diào)節(jié)作用，此時調(diào)節(jié)機構(gòu)的開度足以控制被調(diào)量不會偏差更大，為了消除靜態(tài)偏差，可以保持這個開度，或者讓 執(zhí)行機構(gòu)稍微繼續(xù)動作一點即可。如果此時被調(diào)量回調(diào)迅速， 則說明執(zhí)行機構(gòu)的調(diào)節(jié)已經(jīng)過量， 那么必須也要讓執(zhí)行機構(gòu)回調(diào)，執(zhí)行機構(gòu)的回調(diào)是怎樣產(chǎn)生的？是比例作用克服了積分作用而產(chǎn)生的，是比例和積分的疊加。而此時tout( ) 和 tout(i)所調(diào)節(jié)的方向是不一樣 的，一個為正，一個為負。從上面的表達， 我們還可以驗證前面的一個推理：積分作用和比例作用是相對的。當比例作用強的時候，積分也可以隨之增強；比例 作用弱的時候， 積

23、分也必須隨之下調(diào)。 積分作用只是輔助比例作用進行調(diào)節(jié)，它僅僅是為了消除靜態(tài)偏差。3. 整定微分作用微分作用比較容易判斷， 那就是 pid 輸出“毛刺”過多。 一般來說，微分作用包含兩個參數(shù)：微分增益和微分時間。實際微分環(huán)節(jié)在 前面已經(jīng)說過。圖4 就是實際應(yīng)用中的微分環(huán)節(jié)。其實理想的微分環(huán)節(jié)并不是這樣的。當階躍擾動來臨的時候， 理想微分環(huán)節(jié)帶來的調(diào)節(jié)輸出是無窮大的。微分為什么具有超前調(diào)節(jié)作用？1、波動來臨時，不管波動的幅度有多大，只要波動的速度 夠大，調(diào)節(jié)器就會令輸出大幅度調(diào)整。也就是說，波動即將來臨的時 候，波動的征兆就是被調(diào)量的曲線開始上升。對于比例和積分作用來說，開始上升不意味著大幅度調(diào)節(jié)

24、；對于微分作用來說，開始上升就 意味著調(diào)節(jié)進行了，因為“開始”的時候，如果速度上去了，輸出就 可以有一個大幅度的調(diào)整。這是超前調(diào)節(jié)的作用之一。2波動結(jié)束后，如果調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)合理，一般被調(diào)量經(jīng)過一個靜止期后，還會稍微回調(diào)一點。在被調(diào)量處于靜止期間，因為微分時間的作用，不等被調(diào)量回調(diào)，調(diào)節(jié)器首先回調(diào)。這是微分的超前作用之二。在微分增益增大的時候， 一定要考慮到微分時間的調(diào)整。否則調(diào)節(jié)曲線上會有很多毛刺。 毛刺直接影響到執(zhí)行機構(gòu)的頻繁動作，一般來說，它是有害的。好的調(diào)節(jié)效果，往往在調(diào)節(jié)曲線上是看不到毛刺 的。只可以在輸出曲線上看到一個突出的陡升或者陡降。要合理利用微粉增益和微分時間的搭配，會取得很好的

25、調(diào)節(jié)效果。微分作用是最容易判斷的。 但是對于一個熟練整定 pid 參數(shù)的人來說，怎樣充分發(fā)揮微分參數(shù)的“超前調(diào)節(jié)”作用， 并且不增加對系統(tǒng)有害的干擾，仍舊是一個需要長久思考的問題。有的系統(tǒng)把微分作用分出調(diào)節(jié)器以外。比方火電廠主汽溫度控制，許多人用“導前微分調(diào)節(jié)”。所謂的“導前微分”，就是把微分分出調(diào)節(jié)器， 專門對溫度前饋量進行微分運算，然后把運算的結(jié)果疊加到 pid 的輸出，去控制執(zhí)行機構(gòu)。4. 幾點建議一個精通參數(shù)整定的人， 首先要熟悉系統(tǒng)工藝原理， 更要觀察運行人員對系統(tǒng)的操作。 只有我們知道怎樣操作是正確的， 才能夠知道pid 發(fā)出的指令是否正確的，才能夠知道怎樣修改 pid 參數(shù)。對于

26、系統(tǒng)工藝操作的理解， 對于實際發(fā)生的各種干擾問題，運行操作員比我們更熟悉。所以，我們還要虛心向他們請教。系統(tǒng)發(fā)生了 波動，到底是什么原因造成的？什么因素之干擾的主要因素？怎樣操 作彌補？了解清楚之后， 再加上我們的分析， 才能得到最真實的資料。五自動控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)指標1、衰減率：大約為 0.75最好。用俗話說“一大一小兩個波”最好2、最大偏差：系統(tǒng)穩(wěn)定后，被調(diào)量與設(shè)定值的最大偏差。一個 整定好的穩(wěn)定的調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 一般第一個波動最大， 因為“一大一小兩個波”，后面就趨于穩(wěn)定了。如果不能趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)調(diào)節(jié)就不成功3、波動范圍：實際運行中的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，擾動因素是不斷存在的， 因而被調(diào)量是不斷波動著的，

27、所以波動范圍基本要到達一個區(qū)間。4、執(zhí)行機構(gòu)動作次數(shù)。動作次數(shù)決定了執(zhí)行機構(gòu)的壽命。這里 說的執(zhí)行機構(gòu)不光包括執(zhí)行器，還包括調(diào)節(jié)閥門。 執(zhí)行機構(gòu)頻繁動作不光損壞執(zhí)行器，還會讓閥門線性惡化。5、穩(wěn)定時間：階躍擾動后，被調(diào)量回到穩(wěn)態(tài)所需要的時間。穩(wěn)定時間決定了系統(tǒng)抑制干擾的速度。 六 pid 整定需要注意的幾個問題1、 執(zhí)行機構(gòu)動作次數(shù)：執(zhí)行機構(gòu)動作次數(shù)不能過頻，過頻則容易損壞執(zhí)行機構(gòu)。 動作次數(shù)與比例積分微分作用都有關(guān)系。一般來說， 合適的比例帶使得系統(tǒng)波動較小，調(diào)節(jié)器的輸出波動也就小，執(zhí)行器波動也少；如果輸入偏 差不為零， 積分作用就會讓輸出一直向一個方向積下去。積分過強的話，會讓執(zhí)行器一次只

28、動作一點， 但是頻繁地一點點向一個方向動作； 微分作用會讓執(zhí)行器反復波動。2、 pid 死區(qū)問題：為了減少執(zhí)行器動作次數(shù)， 一般都對 pid 調(diào)節(jié)器設(shè)置個死區(qū)。 在偏差的死區(qū)內(nèi)，都認為輸入偏差為0。當超過死區(qū)后，輸入偏差才開始計算。死區(qū)可以有效減少執(zhí)行器的動作次數(shù)。但是死區(qū)過大的話又帶來調(diào)節(jié)精度降低的問題， 對于一般不強調(diào)調(diào)節(jié)精度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，死死區(qū)應(yīng)用很廣泛。提高死區(qū)降低精度的同時， 也會降低調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性。 因為它造成了調(diào)節(jié)滯后。系統(tǒng)遲延。這一點不大容易被人理解。圖 8：死區(qū)過大帶來調(diào)節(jié)滯后，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。對于串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 主調(diào)的死區(qū)可以降低甚至取消。設(shè)置副調(diào)的死區(qū)就可以降低執(zhí)行機構(gòu)的動

29、作次數(shù)了。3、 調(diào)節(jié)裕度：調(diào)節(jié)系統(tǒng)要有一個合適的調(diào)節(jié)裕度。如果執(zhí)行機構(gòu)經(jīng)常處于關(guān)閉或者開滿狀態(tài)，那么調(diào)節(jié)裕度就很小，調(diào)節(jié)質(zhì)量就受到影響。一般來說，閥門開度在 80%以上，流量已經(jīng)到達最大，所以執(zhí)行機構(gòu)經(jīng)常開度在 80%也可以說裕度減小了。4、 通流量問題：調(diào)節(jié)閥門的孔徑都是經(jīng)過嚴格計算的。不過也存在計算失誤的時候。通流量過大， 執(zhí)行機構(gòu)稍微動作一點就可能發(fā)生超調(diào)；反之執(zhí)行機構(gòu)大幅度動作還不能抑制干擾。系統(tǒng)穩(wěn)定不了。所以，系統(tǒng)如果不 能穩(wěn)定，還應(yīng)從系統(tǒng)以外找原因。5、 空行程問題在一定的開度內(nèi)， 調(diào)節(jié)器輸出有變化，執(zhí)行器也動作了，可是閥門流量沒變化，這屬于空行程問題。一般的機構(gòu)都存在這個問題。空行程一般都比較小，可以忽略。可是如果過大，就不得不要重視這個問題了。解決空行程的方法有很多，一般都在dcs內(nèi)完成。當然，如果執(zhí)行器和閥門能夠解決的，要以硬件解決為主。6、 線性問題一般來說閥門開度與流量的關(guān)系都成平滑的線性關(guān)系。如果閥門使用時間長，或者閥門受到損傷，線性就會改變。線性問題可以有多 種解決方法，既有參數(shù)整定的，也有控制策略的。當然最根本的解決 方法在于對線性惡化的治理。如果是比較貴重的調(diào)速泵線性惡