在过程控制中,按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的PID控制器(亦称PID调节器)是应用最为广泛的一种自动控制器.具有原理简单,易于实现,适用面广,控制参数相互独立,参数的选定比较简单等优点;而且在理论上可以证明,对于过程控制的典型对象——“一阶滞后+纯滞后”与“二阶滞后+纯滞后”的控制对象,PID控制器是一种最优控制.PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法,它的参数整定方式简便,结构改变灵活(PI、PD、…).
PID参数整定:
(1) 比例系数Kc对系统性能的影响:
比例系数加大,使系统的动作灵敏,速度加快,稳态误差减小.Kc偏大,振荡次数加多,调节时间加长.Kc太大时,系统会趋于不稳定.Kc太小,又会使系统的动作缓慢.Kc可以选负数,这主要是由执行机构、传感器以控制对象的特性决定的.如果Kc的符号选择不当对象状态(pv值)就会离控制目标的状态(sv值)越来越远,如果出现这样的情况Kc的符号就一定要取反.
(2) 积分控制Ti对系统性能的影响:
积分作用使系统的稳定性下降,Ti小(积分作用强)会使系统不稳定,但能消除稳态误差,提高系统的控制精度.
(3) 微分控制Td对系统性能的影响:
微分作用可以改善动态特性,Td偏大时,超调量较大,调节时间较短.Td偏小时,超调量也较大,调节时间也较长.只有Td合适,才能使超调量较小,减短调节时间.