FB41参数整定

PID如何整定？

PID整定即PID参数整定。对PID控制器的比例、积分、微分三部分参数进行整定，必须兼顾动态和静态的性能指标要求，合理地选取Kp、Ti、Td三个参数，才能获得良好的控制效果。

PID参数的选取与被控对象和工艺特性关系重大，工程上有许多种PID参数整定方法，它们适用于不同的工艺和对象。本文将采用经验试凑法，在简要说明PID控制器中比例、积分、微分三部作用的基础上，以FB41 "CONT_C"作为PID控制器和FB100 "PROC_C"作为被控对象构成的系统为例，按照先比例、再积分、最后微分的顺序，整定Kp、Ti、Td三个参数。

硬件及软件列表

1.比例部分

1.1 比例作用

比例作用可成比例地反映控制系统的偏差，偏差一旦产生，比例部分立即产生控制作用，以减小偏差。偏差为零时，比例控制作用也为零，因此比例作用是基于偏差进行调节的，即为有差调节。

比例作用的强弱与比例系数Kp成正比，Kp越小，比例作用越弱；Kp越大，比例作用越强。增大Kp，比例作用增强，系统动态响应加快，消除误差的能力增强，但超调量变大；减小Kp，比例作用减弱，系统动态响应减慢，但稳定性会有所提高。

1.2 比例系数Kp对控制效果的影响

在相同的设定值阶跃变化的情况下，仅启用比例作用，暂不启用积分作用和微分作用，进行调节。对比例系数Kp取不同的数值，以下几张图表明了不同的Kp对应不同的控制效果。

2.积分部分

2.1 积分作用

只要偏差存在，积分作用就进行，即对误差进行积分，使输出继续增大或减小，直到偏差为零，积分作用保持不变，达到无差调节的效果。

积分作用的强度与积分时间Ti成反比，Ti越小，积分作用越强；Ti越大，积分作用越弱。减小Ti，积分作用增强，输出变化加快，系统稳定下降，易引起或加剧震荡；增大Ti，积分作用减弱，输出变化减缓，稳定性上升，但稳态时间会随之变长。

2.2 积分时间Ti对控制效果的影响

在相同的设定值阶跃变化的情况下，启用比例作用和积分作用，暂不启用微分作用，进行调节。取比例系数Kp=30.0，对积分时间取不同的数值，以下几张图表明了不同的Ti对应不同的控制效果。

3.微分部分

3.1 微分作用

比例作用和积分作用均是在偏差信号产生后去进行调节以消除偏差，而微分作用可以反映系统偏差信号的变化率，即在偏差出现之前，产生超前的控制效果。对于具有滞后特性的被控对象，可加入微分环节。

微分作用的强度与微分时间Td成正比，Td越大，微分作用越强；Td越小，微分作用越弱。增大Td，微分作用增强，系统动态响应加快，系统达到稳态所需的时间缩短，但易出现系统震荡，稳定性下降。

3.2 微分时间对控制效果的影响

在相同的设定值阶跃变化的情况下，启用比例、积分和微分作用，进行PID调节。取比例系数Kp=30.0，积分时间Ti=20.0s，对微分时间取不同的数值，以下几张图表明了不同的Td对应不同的控制效果。

根据以上步骤，本次PID参数整定结果为：Kp=30.0，Ti=20.0s，Td=5.0s

例程下载

PID_test

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