我們先看網(wǎng)上流傳的PID參數整定口訣：
參數整定找最佳，從小到大順序查
先是比例后積分，最后再把微分加
曲線(xiàn)振蕩很頻繁，比例度盤(pán)要放大
曲線(xiàn)漂浮繞大灣，比例度盤(pán)往小扳
曲線(xiàn)偏離回復慢，積分時(shí)間往下降
曲線(xiàn)波動(dòng)周期長(cháng)，積分時(shí)間再加長(cháng)
曲線(xiàn)振蕩頻率快，先把微分降下來(lái)
動(dòng)差大來(lái)波動(dòng)慢。微分時(shí)間應加長(cháng)
理想曲線(xiàn)兩個(gè)波，前高后低4比1
一看二調多分析，調節質(zhì)量不會(huì )低。
它是什么時(shí)候開(kāi)始在網(wǎng)上流傳的不太清楚。
現在再看另一首口訣：
參數整定尋最佳，從大到小順次查。
先是比例后積分，最后再把微分加。
曲線(xiàn)振蕩很頻繁，比例度盤(pán)要放大。
曲線(xiàn)漂浮繞大彎，比例度盤(pán)往小扳。
曲線(xiàn)偏離回復慢，積分時(shí)間往下降。
曲線(xiàn)波動(dòng)周期長(cháng)，積分時(shí)間再加長(cháng)。
理想曲線(xiàn)兩個(gè)波，調節過(guò)程高質(zhì)量。
這是一首用經(jīng)驗法進(jìn)行PID參數工程整定的口訣，該口訣流傳至今已有幾十年了，其最早出現在1973年11月出版的《化工自動(dòng)化》一書(shū)中?，F在網(wǎng)上流傳的口訣，看來(lái)大多是以該口訣作為藍本進(jìn)行了補充和改編而來(lái)的，如:“ 曲線(xiàn)振蕩頻率快，先把微分降下來(lái)，動(dòng)差大來(lái)波動(dòng)慢。微分時(shí)間應加長(cháng)?！边€有的加了:“ 理想曲線(xiàn)兩個(gè)波，前高后低4比1，一看二調多分析，調節質(zhì)量不會(huì )低?！钡鹊?。
現在結合這兩首口訣，進(jìn)行一些淺析。
控制系統在設計、整定和運行中，衡量系統質(zhì)量的依據就是系統的過(guò)渡過(guò)程。當系統的輸入為階躍變化時(shí)，系統的過(guò)渡過(guò)程表現有:發(fā)散振蕩、等幅振蕩、衰減振蕩、單調過(guò)程等形式。在多數情況下，我們都希望得到衰減振蕩的過(guò)渡過(guò)程，且認為如圖1所示的過(guò)渡過(guò)程最好，并把它作為衡量控制系統質(zhì)量的依據。
選用該曲線(xiàn)作為控制系統質(zhì)量指標的理由是:它第一次回復到給定值較快，以后雖然又偏離了，但偏離不大，并且只有極少數幾次振蕩就穩定下來(lái)了。定量的看，第一個(gè)波峰B的高度是第二個(gè)波峰B'高度的4倍，所以這種曲線(xiàn)又叫做4:1衰減曲線(xiàn)。在調節器工程整定時(shí)，以能得到4:1的衰減過(guò)渡過(guò)程為最好，這時(shí)的調節器參數可叫最佳參數。
先談?wù)効谠E“參數整定尋最佳，從大到小順次查?！敝械淖罴褏祮?wèn)題，很多儀表工都有這樣的體會(huì )，在現場(chǎng)的調節器工程參數整定中，如果只按4:1衰減比進(jìn)行整定，那么可以有很多對的比例度和積分時(shí)間同樣能滿(mǎn)足4:1的衰減比，但是這些對的數值并不是任意的組合，而是成對的，一定的比例度必須與一定的積分時(shí)間組成一對，才能滿(mǎn)足衰減比的條件，改變其中之一，另一個(gè)也要隨之改變。因為是成對出現的，所以才有調節器參數的“匹配”問(wèn)題。而dlr在實(shí)際應用中只有增加一個(gè)附加條件，才能從多對數值中選出一對適合的值。這一對適合的值通常稱(chēng)為“最佳整定值”。
“從大到小順次查”中“查”的意思就是找到調節器參數的最佳匹配值。而“從大到小順次查”是說(shuō)在具體操作時(shí)，先把比例度、積分時(shí)間放至最大位置，把微分時(shí)間調至零。因為我們需要的是衰減振蕩的過(guò)渡過(guò)程，并避免出現其它的振蕩過(guò)程，在整定初期，把比例度放至最大位置，目的是減小調節器的放大倍數。而積分放至最大位置，目的是先把積分作用取消。把微分時(shí)間調至零也是把微分作用取消了?！皬拇蟮叫 本褪菑拇蟮叫「淖儽壤然蚍e分時(shí)間刻度，實(shí)質(zhì)是慢慢的增加比例作用或積分作用的放大倍數。也就是慢慢的增加比例或積分作用的影響，避免系統出現大的振蕩。最后再根據系統實(shí)際情況決定是否使用微分作用。
“先是比例后積分，最后再把微分加?！笔墙?jīng)驗法的整定步驟。比例作用是最基本的調節作用，口訣說(shuō)的:“先是比例后積分”，目的是簡(jiǎn)化調節器的參數整定，即先把積分作用取消和弱化，待系統較穩定后再投運積分作用。尤其是新安裝的控制系統，對系統特性不了解時(shí)，我們要做的就是先把積分作用取消，待調整好比例度，使控制系統大致穩定以后，再加入積分作用。對于比例控制系統，如果規定4:1的衰減過(guò)渡過(guò)程，則只有一個(gè)比例度能滿(mǎn)足這一規定，而其它的任何比例度都不可能使過(guò)渡過(guò)程的衰減比為4:1。因此，對比例控制系統只要找到能滿(mǎn)足4:1衰減比時(shí)的比例度就行了。
在調好比例控制的基礎上再加入積分作用，但積分會(huì )降低過(guò)渡過(guò)程的衰減比，則系統的穩定程度也會(huì )降低。為了保持系統的穩定程度，可增大調節器的比例度，即減小調節器的放大倍數。這就是我們在整定中投入積分作用后，要把比例度增大約20％的原因。其實(shí)質(zhì)就是個(gè)比例度和積分時(shí)間數值的匹配問(wèn)題，在一定范圍內比例度的減小，是可以用增加積分時(shí)間的方法來(lái)補償的，但也要看到比例作用和積分作用是互為影響的，如果設置的比例度過(guò)大時(shí)，即便積分時(shí)間恰當，系統控制效果仍然會(huì )不佳。
在有的場(chǎng)合，也可不強求以上步驟，而是采取按表-1的經(jīng)驗整定法PID參數湊試范圍一覽表，先把積分、微分時(shí)間選擇好，然后由大到小的改變比例度進(jìn)行湊試，直至調節過(guò)程曲線(xiàn)滿(mǎn)意為止。積分時(shí)間和微分時(shí)間預置后用比例度湊試，其體現的是經(jīng)驗，如果沒(méi)有經(jīng)驗就成為盲目調試了。此方法的缺點(diǎn)是當同時(shí)使用比例、積分、微分三作用時(shí)，不易找到最合適的整定參數，則反復的湊試會(huì )費很多時(shí)間。
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