如何确定PID控制器初始参数?PID控制器控制规律介绍!

控制器" target="_blank">PID控制器将是下述内容的主要介绍对象，通过这篇文章，小编希望大家可以对PID控制器的相关情况以及信息有所认识和了解，详细内容如下。

一、PID控制器控制规律

1.比例(P)控制

单独的比例控制也称“有差控制”，输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系，偏差越大输出越大。实际应用中，比例度的大小应视具体情况而定，比例度太大，控制作用太弱，不利于系统克服扰动，余差太大，控制质量差，也没有什么控制作用;比例度太小，控制作用太强，容易导致系统的稳定性变差，引发振荡。

对于反应灵敏、放大能力强的被控对象，为提高系统的稳定性，应当使比例度稍大些;而对于反应迟钝，放大能力又较弱的被控对象，比例度可选小一些，以提高整个系统的灵敏度，也可以相应减小余差。

单纯的比例控制适用于扰动不大，滞后较小，负荷变化小，要求不高，允许有一定余差存在的场合。工业生产中比例控制规律使用较为普遍。

2.比例积分(PI)控制

比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。但是，不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。

积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。这里的“积分”指的是“积累”的意思。积分控制器的输出不仅与输入偏差的大小有关，而且还与偏差存在的时间有关。只要偏差存在，输出就会不断累积(输出值越来越大或越来越小)，一直到偏差为零，累积才会停止。所以，积分控制可以消除余差。积分控制规律又称无差控制规律。

积分时间的大小表征了积分控制作用的强弱。积分时间越小，控制作用越强;反之，控制作用越弱。

积分控制虽然能消除余差，但它存在着控制不及时的缺点。因为积分输出的累积是渐进的，其产生的控制作用总是落后于偏差的变化，不能及时有效地克服干扰的影响，难以使控制系统稳定下来。所以，实用中一般不单独使用积分控制，而是和比例控制作用结合起来，构成比例积分控制。这样取二者之长，互相弥补，既有比例控制作用的迅速及时，又有积分控制作用消除余差的能力。因此，比例积分控制可以实现较为理想的过程控制。

比例积分控制器是应用最为广泛的一种控制器，多用于工业生产中液位、压力、流量等控制系统。由于引入积分作用能消除余差，弥补了纯比例控制的缺陷，获得较好的控制质量。但是积分作用的引入，会使系统稳定性变差。对于有较大惯性滞后的控制系统，要尽量避免使用。

二、PID控制器的初始参数如何确定

如果调试人员熟悉被控对象，或者有类似的控制系统的资料可供参考，PID控制器的初始参数是比较容易确定的。反之，控制器的初始参数的确定是相当困难的，随意确定的初始参数可能比最后调试好的参数相差数十倍甚至数百倍。很多书籍介绍了确定PID控制器初始参数的扩充临界比例度法和扩充响应曲线法。

第一种方法需要用闭环比例控制使系统出现等幅震荡(有的系统不允许这样做)，第二种方法需要做被控对象的开环阶跃响应实验，然后根据响应曲线的特征参数，查表得到PID控制器的初始参数。

小编建议采用下面的方法来确定PI控制器的初始参数。为了保证系统的安全，避免出现系统不稳定或超调量过大的异常情况，在第一次试运行时设置尽量保守的参数，即比例系数不要太大，积分时间不要太小，以保证不会出现较大的超调量。此外还应制订被控量响应曲线上升过快、可能出现较大超调量的紧急处理预案，例如迅速关闭系统或马上切换到手动方式。试运行后根据响应曲线的特征和上述调整PID控制器参数的规则，来修改控制器的参数。

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