PID参数的调整方法

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     如果不知道PID参数整定的方法，抱着“碰运气”的想法乱调一气，其结果可想而知。

    控制器输出的比例、积分、微分部分都有明确的物理意义，在整定PID控制器参数时，可以根据控制器的参数与系统动态性能和静态性能之间的定性关系，用实验的方法来调节控制器的参数。在调试中最重要的问题是在系统性能不能令人满意时，知道应该调节哪一个参数，该参数应该增大还是减小。有经验的调试人员一般可以较快地得到较为满意的调试结果。

    PID参数整定不像有的人想象的那样神秘，可以按以下规则来整定PID控制器的参数：

    1)为了减少需要整定的参数，可以首先采用PI控制器。给系统输入一个阶跃给定信号，观察系统输出量的波形。由输出波形可以获得系统性能的信息，例如超调量和调节时间。

    2)如果阶跃响应的超调量太大，经过多次振荡才能进入稳态或者根本不稳定，应减小控制器的比例系数Kp或增大积分时间TI。

    3)如果阶跃响应没有超调量，但是被控量上升过于缓慢，过渡过程时间太长，应按相反的方向调整上述参数。

    4)如果消除误差的速度较慢，可以适当减小积分时间，增强积分作用。

    5)反复调节比例系数和积分时间，如果超调量仍然较大，可以加入微分分量。微分时间TD从0逐渐增大，反复调节Kp、TI和TD，直到满足要求。需要注意的是在改变比例系数Kp的值时，同时会影响到积分分量和微分分量的值，而不是仅仅影响到比例分量。

    总之，PID参数的整定是一个综合的、各参数相互影响的过程，实际调试过程中的多次尝试是非常重要的，也是必需的。

王栋春

这个要求的数学功底较深