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调整参数与过程控制1 自动控制规律得一般概念所谓自动控制所谓自动控制,就就是指在没有人直接参与得情况就就是指在没有人直接参与得情况下下,利用控制器使被控对象利用控制器使被控对象(如机器、设备和生产如机器、设备和生产过程过程)得某些物理量得某些物理量(或工作状态或工作状态)能自动地按照预能自动地按照预定得规律变化定得规律变化(或运行或运行)。完成这一过程得所有元。完成这一过程得所有元件与装置组成得整体就称为自动控制系统。件与装置组成得整体就称为自动控制系统。现代数字计算机得迅速发展现代数字计算机得迅速发展,为自动控制技术得应用开辟为自动控制技术得应用开辟了广阔得前景。使她不仅大量应用于空间技术、科技、工了广阔得前景。使她不仅大量应用于空间技术、科技、工业、交通管理、环境卫生等领域业、交通管理、环境卫生等领域,而且她得概念和分析问而且她得概念和分析问题得方法也向其她领域渗透。例如政治、经济、教学等领题得方法也向其她领域渗透。例如政治、经济、教学等领域中得各种体系域中得各种体系;人体得各种功能人体得各种功能;自然界中得各种生物学自然界中得各种生物学系统系统,都可视为就是一种控制系统。自动控制系统得广泛都可视为就是一种控制系统。自动控制系统得广泛应用不仅能使生产设备或过程实现自动化应用不仅能使生产设备或过程实现自动化,极大地提高了极大地提高了劳动生产率和产品得质量劳动生产率和产品得质量,改善了劳动条件。改善了劳动条件。目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平得一个重要标志。同时得一个重要标志。同时,控制理论得发展也经历了古典控制理论得发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制得典型实例就是模糊全自动洗衣机等。自动智能控制得典型实例就是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器控制系统包括控制器传感器传感器变送器变送器执行机构执行机构输入输出接口。控制器得输出经过输出接口输入输出接口。控制器得输出经过输出接口执行机执行机构构加到被控系统上加到被控系统上控制系统得被控量控制系统得被控量经过传感经过传感器器变送器变送器通过输入接口送到控制器。不同得控制通过输入接口送到控制器。不同得控制系统系统其传感器其传感器变送器变送器执行机构就是不一样得。执行机构就是不一样得。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统得传感器就是温度传感器。统得传感器就是温度传感器。自动控制就是一门理论性很强得科学技术,一般泛称为“自动控制技术”。把实现自动控制所需得各个部件按一定得规律组合起来,去控制被控对象,这个组合体叫做“控制系统”。分析与综合控制系统得理论称之为“控制理论”。自动控制系统得种类较多,被控制得物理量有各种各样,如温度、压力、流量、电压、转速、位移和力等。组成这些控制系统得元、部件虽然有较大得差异,但就是系统得基本结构却相类同,且一般都就是通过机械、电气、液压等方法代替人工控制。1、1、开环控制系统 开环控制系统(open-loop control system)就是指被控对象得输出(被控制量)对控制器(controller)得输出没有影响。在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。1 1、2 2、闭环控制系统、闭环控制系统 闭环控制系统闭环控制系统(closed-loop control system)(closed-loop control system)得特得特点就是系统被控对象得输出点就是系统被控对象得输出(被控制量被控制量)会反送回会反送回来影响控制器得输出来影响控制器得输出,形成一个或多个闭环。闭环形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈控制系统有正反馈和负反馈,若反馈信号与系统给若反馈信号与系统给定值信号相反定值信号相反,则称为负反馈则称为负反馈(Negative(Negative Feedback),Feedback),若极性相同若极性相同,则称为正反馈则称为正反馈,一般闭环一般闭环控制系统均采用负反馈控制系统均采用负反馈,又称负反馈控制系统。闭又称负反馈控制系统。闭环控制系统得例子很多。比如人就就是一个具有环控制系统得例子很多。比如人就就是一个具有负反馈得闭环控制系统负反馈得闭环控制系统,眼睛便就是传感器眼睛便就是传感器,充当充当反馈反馈,人体系统能通过不断得修正最后作出各种正人体系统能通过不断得修正最后作出各种正确得动作。如果没有眼睛确得动作。如果没有眼睛,就没有了反馈回路就没有了反馈回路,也也就成了一个开环控制系统。另例就成了一个开环控制系统。另例,当一台真正得全当一台真正得全自动洗衣机具有能连续检查衣物就是否洗净自动洗衣机具有能连续检查衣物就是否洗净,并在并在洗净之后能自动切断电源洗净之后能自动切断电源,她就就是一个闭环控制她就就是一个闭环控制系统。系统。一个典型得反馈控制系统基本组成可以用图1、9 所示方块图表示。将组成系统得元件按在系统中得职能来划分,主要有以下几种。(1)(1)给定元件给定元件:给出与期望输出对应得输入量。给出与期望输出对应得输入量。(2)(2)比较元件比较元件:求输入量与反馈量得偏差求输入量与反馈量得偏差,常采用集成运放常采用集成运放来实现。来实现。(3)(3)放大元件放大元件:由于偏差信号一般都较小由于偏差信号一般都较小,不足以驱动负载不足以驱动负载,故需要放大元件故需要放大元件,包括电压放大及功率放大。包括电压放大及功率放大。(4)(4)执行元件执行元件:直接推动被控对象直接推动被控对象,使输出量发生变化。常使输出量发生变化。常用得有电动机、阀、液压马达等。用得有电动机、阀、液压马达等。(5)(5)测量元件测量元件:检测被控得物理量并转换为所需要得信号。检测被控得物理量并转换为所需要得信号。在控制系统中常用得有用于速度检测得测速发电机、光电在控制系统中常用得有用于速度检测得测速发电机、光电编码盘等编码盘等,用于位置与角度检测得旋转变压器、自整机等用于位置与角度检测得旋转变压器、自整机等,用于电流检测得互感器及用于温度检测得热电偶等。这些用于电流检测得互感器及用于温度检测得热电偶等。这些检测装置一般都将被检测得物理量转换为相应得连续或离检测装置一般都将被检测得物理量转换为相应得连续或离散得电压信号。散得电压信号。(6)(6)校正元件校正元件:也叫补偿元件也叫补偿元件,就是结构与参数便于调整得就是结构与参数便于调整得元件元件,以串联或反馈得方式联接在系统中以串联或反馈得方式联接在系统中,完成所需得运算完成所需得运算功能功能,以改善系统得性能。以改善系统得性能。线性系统和非线性系统同时满足叠加性与均匀性(又称为齐次性)得系统称为线性系统。所谓叠加性就是指当几个输入信号共同作用于系统时,总得输出等于每个输入单独作用时产生得输出之和;均匀性就是指当输入信号增大若干倍时,输出也相应增大同样得倍数。对于线性连续控制系统,可以用线性常系数得微分方程来表示。大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点 不满足叠加性与均匀性得系统即为非线性控制不满足叠加性与均匀性得系统即为非线性控制系统。显然系统。显然,系统中只要有一个元件得特性就是非系统中只要有一个元件得特性就是非线性得线性得,该系统即为非线性得控制系统。其特性要该系统即为非线性得控制系统。其特性要用非线性得微分或差分方程来描述。这类方程得用非线性得微分或差分方程来描述。这类方程得特点就是系数与变量有关特点就是系数与变量有关,或者方程中含有变量及或者方程中含有变量及其导数得高次幂或乘积项。严格来说其导数得高次幂或乘积项。严格来说,实际中不存实际中不存在线性系统在线性系统,因为实际得物理系统总就是具有不同因为实际得物理系统总就是具有不同程度得非线性程度得非线性,例如放大器得饱和特性、齿轮得间例如放大器得饱和特性、齿轮得间隙、电机得死区及摩擦特性等。非线性控制系统隙、电机得死区及摩擦特性等。非线性控制系统得研究目前还没有统一得方法。但对于非线性程得研究目前还没有统一得方法。但对于非线性程度不太严重得系统度不太严重得系统,可在一定范围内将其近似为线可在一定范围内将其近似为线性系统。性系统。1、3控制系统得时域响应及性能指标 任何一个稳定得线性控制系统任何一个稳定得线性控制系统,在输入信号作用下得在输入信号作用下得时间响应都由动态响应时间响应都由动态响应(或瞬态响应、暂态响应或瞬态响应、暂态响应)和稳态响和稳态响应两部分组成。动态响应描述了系统得动态性能应两部分组成。动态响应描述了系统得动态性能,而稳态而稳态响应反映了系统得稳态精度。两者都就是线性控制系统得响应反映了系统得稳态精度。两者都就是线性控制系统得重要性能。因此重要性能。因此,在对系统设计时必须同时给予满足。在对系统设计时必须同时给予满足。1 1、3 3、1 1、动态响应动态响应 动态响应又称瞬态响应或过渡过程动态响应又称瞬态响应或过渡过程,指系统在输入信号作指系统在输入信号作用下用下,系统从初始状态到最终状态得响应过程。根据系统系统从初始状态到最终状态得响应过程。根据系统结构和参数选择情况结构和参数选择情况,动态响应表现为衰减、发散或等幅动态响应表现为衰减、发散或等幅振荡几种形式。显然振荡几种形式。显然,一个实际运行得控制系统一个实际运行得控制系统,其动态响其动态响应必须就是衰减得应必须就是衰减得,也就就是说也就就是说,系统必须就是稳定得。动系统必须就是稳定得。动态响应除提供系统稳定性得信息外态响应除提供系统稳定性得信息外,还可以提供响应速度还可以提供响应速度及阻尼情况等运动信息及阻尼情况等运动信息,这些运动信息用动态性能来描述。这些运动信息用动态性能来描述。1 1、3 3、2 2、稳态响应稳态响应 如果一个线性系统就是稳定得如果一个线性系统就是稳定得,那么从任何初始条件那么从任何初始条件开始开始,经过一段时间就可以认为她得过渡过程已经结束经过一段时间就可以认为她得过渡过程已经结束,进进入了与初始条件无关而仅由外作用决定得状态入了与初始条件无关而仅由外作用决定得状态,即稳态响即稳态响应。所以稳态响应就是指当应。所以稳态响应就是指当t t 趋于无穷大时系统得输出状趋于无穷大时系统得输出状态。稳态响应表征系统输出量最终复现输入量得程度态。稳态响应表征系统输出量最终复现输入量得程度,提提供系统有关稳态误差得信息供系统有关稳态误差得信息,用稳态性能来描述。用稳态性能来描述。由此可见由此可见,线性控制系统在输入信号作用下得性能指线性控制系统在输入信号作用下得性能指标标,通常由动态性能和稳态性能两部分组成。通常由动态性能和稳态性能两部分组成。1 1、3 3、3 3 稳态性能指标稳态性能指标 稳态性能指标就是表征控制系统准确性得性能指标稳态性能指标就是表征控制系统准确性得性能指标,就是就是一项重要得技术指标一项重要得技术指标,通常用稳态下输出量得期望值与实通常用稳态下输出量得期望值与实际值之间得差来衡量际值之间得差来衡量,称为稳态误差。如果这个差就是常称为稳态误差。如果这个差就是常数数,则称为静态误差则称为静态误差,简称静误差或静差。稳态误差就是系简称静误差或静差。稳态误差就是系统控制精度或抗扰动能力得一种度量。统控制精度或抗扰动能力得一种度量。1 1、3 3、4 4 动态性能指标动态性能指标 一个控制系统除了稳态控制精度要满足一定得要求以一个控制系统除了稳态控制精度要满足一定得要求以外外,对控制信号得响应过程也要满足一定得要求对控制信号得响应过程也要满足一定得要求,这些要求这些要求表现为动态性能指标。不稳定系统没有实用价值表现为动态性能指标。不稳定系统没有实用价值,因此不因此不需要研究其动态性能指标。一般认为需要研究其动态性能指标。一般认为,阶跃输入对系统来阶跃输入对系统来说就是最严峻得工作状态。如果系统在阶跃函数作用下得说就是最严峻得工作状态。如果系统在阶跃函数作用下得动态性能满足要求动态性能满足要求,那么系统在其她形式得函数作用下那么系统在其她形式得函数作用下,其其动态性能也就是令人满意得。因此在大多数情况下动态性能也就是令人满意得。因此在大多数情况下,为了为了分析研究方便分析研究方便,最常采用得典型输入信号就是单位阶跃函最常采用得典型输入信号就是单位阶跃函数数,并在零初始条件下进行研究。也就就是说并在零初始条件下进行研究。也就就是说,在输入信号在输入信号加上之前加上之前,系统得输出量及其对时间得各阶导数均等于零。系统得输出量及其对时间得各阶导数均等于零。描述稳定得系统在单位阶跃函数作用下描述稳定得系统在单位阶跃函数作用下,动态过程随时间动态过程随时间t t 得变化状况得指标称为动态性能指标。线性控制系统在零得变化状况得指标称为动态性能指标。线性控制系统在零初始条件和单位阶跃信号输入下得响应过程曲线称为系统初始条件和单位阶跃信号输入下得响应过程曲线称为系统得单位阶跃响应曲线。典型形状如图得单位阶跃响应曲线。典型形状如图3 3、1 1 所示。各项动所示。各项动态性能指标也示于图中。态性能指标也示于图中。(1)(1)延迟时间延迟时间d d t t:指响应曲线第一次达到其稳态值一半所需得时间指响应曲线第一次达到其稳态值一半所需得时间,记作记作d d t t;(2)(2)上升时间上升时间r r t t:指响应曲线首次从稳态值得指响应曲线首次从稳态值得10%10%过渡到过渡到90%90%所需得时所需得时间间;对于有振荡得系统对于有振荡得系统,亦可定义为响应曲线从零首次达到稳态值所需亦可定义为响应曲线从零首次达到稳态值所需得时间得时间,记作记作r r t t。上升时间就是系统响应速度得一种度量。上升时间。上升时间就是系统响应速度得一种度量。上升时间越短越短,响应速度越快响应速度越快;(3)(3)峰值时间峰值时间p p t t:指响应曲线第一次达到峰点得时间指响应曲线第一次达到峰点得时间,记作记作p p t t;(4)(4)调节时间调节时间s s t t:指响应曲线最后进入偏离稳态值得误差为指响应曲线最后进入偏离稳态值得误差为5%(5%(也有取也有取2%)2%)得范围并且不再越出这个范围得时间得范围并且不再越出这个范围得时间,记作记作s s t t;(5)(5)超调量超调量%:%:对于图对于图3 3、1 1 所示得振荡性得响应过程所示得振荡性得响应过程,响应曲线第一次越响应曲线第一次越过稳态值达到峰值时过稳态值达到峰值时,越过部分得幅度与稳态值之比称为超调量越过部分得幅度与稳态值之比称为超调量,记作记作%,%,即即式中式中c c()()表示响应曲线得稳态值表示响应曲线得稳态值,cmax=c(tp),cmax=c(tp)表示峰值。表示峰值。上述五个动态性能指标上述五个动态性能指标,基本上可以体现系统动态过基本上可以体现系统动态过程得特征。在实际应用中程得特征。在实际应用中,常用得动态性能指标多为上升常用得动态性能指标多为上升时间、调节时间和超调量。通常用上升时间或峰值时间来时间、调节时间和超调量。通常用上升时间或峰值时间来评价系统得响应速度评价系统得响应速度;用超调量评价系统得阻尼程度用超调量评价系统得阻尼程度;而调而调节时间就是同时反映响应速度和阻尼程度得综合性指标。节时间就是同时反映响应速度和阻尼程度得综合性指标。2、PID=Proportion Integration Differentiation 按偏差得比例、积分和微分进行控制得调节器简称为按偏差得比例、积分和微分进行控制得调节器简称为pidpid调节器调节器,就是连续系统中技术成熟、应用最为广泛得一就是连续系统中技术成熟、应用最为广泛得一种调节器。种调节器。PidPid调节器结构简单调节器结构简单,参数易于调整参数易于调整,在长期应在长期应用中已积累了丰富得经验。特别在工业过程中用中已积累了丰富得经验。特别在工业过程中,由于控制由于控制对象得精确数学模型难以建立对象得精确数学模型难以建立,系统得参数又经常发生变系统得参数又经常发生变化化,运用现代控制理论分析综合要耗费很大代价进行模型运用现代控制理论分析综合要耗费很大代价进行模型辨识辨识,但往往不能得到预期得效果但往往不能得到预期得效果,所以人们常采用所以人们常采用PIDPID调调节器节器,并根据经验进行在线整定。由于软件系统得灵活性并根据经验进行在线整定。由于软件系统得灵活性,PID,PID算法可以得到修正而更加完善。算法可以得到修正而更加完善。2 2、1 1 模拟模拟PIDPID调节器调节器 PID PID调节器就是一种线性调节器调节器就是一种线性调节器,这种调节器就是将设这种调节器就是将设定值定值w w与实际输出值与实际输出值y y进行比较构成控制偏差进行比较构成控制偏差 e=w y e=w y并将其比例、积分、微分通过线性组合构成控制量并将其比例、积分、微分通过线性组合构成控制量(如图如图4-11-14-11-1所示所示),),所以简称为所以简称为PIDPID调节器。调节器。在实际应用中在实际应用中,根据对象得特性和控制要求根据对象得特性和控制要求,也也可灵活得改变其结构可灵活得改变其结构,取其中一部分环构成控制规取其中一部分环构成控制规律。例如律。例如,P,P调节器、调节器、PIPI调节器、调节器、PIDPID调节器等。调节器等。1)1)比例调节器比例调节器 比例调节器就是最简单得一种调节器比例调节器就是最简单得一种调节器,其控制规律为其控制规律为 u=Ke+u 0 (1-1)u=Ke+u 0 (1-1)式中式中,K,K为比例系数为比例系数,u 0,u 0 为控制量得基准为控制量得基准,也就就是也就就是e=0e=0时时得控制作用得控制作用(阀门起始开度基准电平信号等阀门起始开度基准电平信号等)。图图4-24-2显示了比例调节器对于偏差阶跃变化得时间响应。显示了比例调节器对于偏差阶跃变化得时间响应。比例调节器对于偏差比例调节器对于偏差e e就是即时反应得就是即时反应得,偏差偏差一旦产生一旦产生,调节器立即产生控制作用使被控量朝着调节器立即产生控制作用使被控量朝着减小偏差得方向变化减小偏差得方向变化,控制作用得强弱取决与比例控制作用得强弱取决与比例系数系数K K。比例调节器虽然简单快速比例调节器虽然简单快速,但对于具有自平衡但对于具有自平衡性性(及系统阶跃相应终值为有限值及系统阶跃相应终值为有限值)得控制对象存得控制对象存在静差。加大比例系数在静差。加大比例系数K K可以减小静差可以减小静差,但当但当K K过过大时大时,会使动态质量变坏会使动态质量变坏,引起被控量振荡甚至导引起被控量振荡甚至导致闭环不稳定。致闭环不稳定。2)2)比例积分调节器比例积分调节器 为了消除在比例调节中残存得静差为了消除在比例调节中残存得静差,可在比例可在比例调节得基础上加积分调节调节得基础上加积分调节,形成比例积分调节器形成比例积分调节器,其控制规律为其控制规律为 u=K(e+1/Tiedi)+u0 1-2 u=K(e+1/Tiedi)+u0 1-2式中式中,Ti,Ti为积分时间。为积分时间。从图从图4-34-3可看出可看出PIPI调节器对于偏差得阶跃响应调节器对于偏差得阶跃响应除按比例变化得成分外除按比例变化得成分外,还带有累积得成分。只要还带有累积得成分。只要偏差偏差e e不为零不为零,她将通过累积作用影响控制量她将通过累积作用影响控制量u,u,并并减小偏差减小偏差,直至偏差为零直至偏差为零,控制作用不再变化控制作用不再变化,系统系统才能达到稳态。因此才能达到稳态。因此,积分环节得加入将有助于消积分环节得加入将有助于消除系统得静差。除系统得静差。显然,如果积分时间Ti大,则积分作用弱;反之,则积分作用强。增大Ti将减慢消除静差得过程,但可减小超调,提高稳定性。Ti必须根据对象特性选定,对于管道压力、流量等滞后不大得对象,Ti可选得小一些;对温度等滞后较大得对象,Ti可选得大一些。3)3)比例积分微分调节器比例积分微分调节器 积分调节作用得加入积分调节作用得加入,虽然可以消除静差虽然可以消除静差,但花出得代但花出得代价就是降低了响应速度。为了加快控制过程价就是降低了响应速度。为了加快控制过程,有必要在偏有必要在偏差出现或变化得瞬间差出现或变化得瞬间,不但对偏差量做出即时反应不但对偏差量做出即时反应(即比例即比例调节作用调节作用),),而且对偏差量得变化作出反应而且对偏差量得变化作出反应,或者说按偏差或者说按偏差变化得趋向进行控制变化得趋向进行控制,使偏差消灭与萌芽状态之中。微分使偏差消灭与萌芽状态之中。微分作用对偏差得任何变化都产生一控制作用作用对偏差得任何变化都产生一控制作用,以调整系统输以调整系统输出出,阻止偏差得变化越快阻止偏差得变化越快,ud,ud越大越大,反馈校正量则越大。故反馈校正量则越大。故微分作用得加入将有助于减小超调微分作用得加入将有助于减小超调,克服振荡克服振荡,使系统趋于使系统趋于稳定。她加快了系统得动作速度稳定。她加快了系统得动作速度,减小调整时间减小调整时间,从而改善从而改善了系统得动态性能。为了达到之一目得了系统得动态性能。为了达到之一目得,可以在上述可以在上述PIPI调调节器得基础上再加入微分调节以得到节器得基础上再加入微分调节以得到PIDPID调节器得如下控调节器得如下控制规律制规律在工业过程控制中,模拟PID调节器有电动、气动、液压等多种类型。这类模拟调节仪表就是用硬件来实现PID调节规律得。自从计算机进入控制领域以来,用计算机软件(包括PLC得指令)来实现PID调节算法不但成为可能,而且具有更大得灵活性。2、2数字PID控制算法 由于计算机控制就是一种采样控制由于计算机控制就是一种采样控制,她只能根据她只能根据采样时刻得偏差值计算控制量采样时刻得偏差值计算控制量,因此式因此式(1-3)(1-3)中得中得积分和微分项不能直接准确计算积分和微分项不能直接准确计算,只能用数值计算只能用数值计算得方法逼近。在采样时刻得方法逼近。在采样时刻t=iT(Tt=iT(T为采样周期为采样周期),(1-),(1-3)3)所表示得所表示得PIDPID调节规律可通过数值公式调节规律可通过数值公式 ui=K(ei+T/Tiej+ui=K(ei+T/Tiej+Td/T(ei-ei-1)+u0 Td/T(ei-ei-1)+u0 (1-4)(1-4)近似计算。如果采样周期近似计算。如果采样周期T T取得足够小取得足够小,这种逼近这种逼近可相当准确可相当准确,被控过程与连续控制过程身份接近被控过程与连续控制过程身份接近,我们把这种情况称为我们把这种情况称为“准连续控制准连续控制”。2、3 PID调节器参数选择 在选择调节器参数前,应首先确定调节器得结构,以保证被控系统得稳定,并尽可能消除静差。因此,对于有自平衡性得对象来说,应选择包含积分环节得调节器(I,PI或PID调节器);而对于无自平衡性得对象,则应选择不包含积分环节得调节器(P,PD调节器)。对于某些有自平衡性得对象,也可以选择比例或比例微分调节器,但这时会产生静差,如果选择合适得比例系数,可以使系统静差保持在允许得范围内。对于具有纯滞后性质得对象,则往往应加入微分环节。PID参数可以用理论方法获得,也可以通过实验获得。用理论方法获得得前提就是要有被控对象得准确模型,这在工业过程中一般较难做到,即使花了很大代价进行系统得辨识,所得得模型也只就是近似得,加上系统得结构和参数都在随时间变化,在近似模型基础上设计得最优控制器在实际过程中就很难说就是最优得。因此,在工程上PID调节器得参数常常通过实验试凑来确定。P、I、D在控制系统中得作用:增大比例系数K,一般将加快系统得响应,有静差得情况下有利于减小静差。控制作用得强弱取决于比例系数K。但过大得比例系数会使系统有较大得超调,并产生震荡,使稳定型变坏。增大积分时间Ti,有利于减小超调,减小振荡,使系统更加稳定,但系统静差得消除将随之减慢。增大为分时间Td,亦有利于加快系统响应,使超调减小,克服震荡,稳定性增加,但系统对扰动得控制能力减弱,对扰动有较敏感得响应。经验试凑法确定PID参数得步骤:比例部分比例部分 为了减少试凑次数为了减少试凑次数,可利用在选可利用在选PIDPID参数时参数时已取得得经验已取得得经验,把把P P定在某一范围内定在某一范围内,将调节器选将调节器选为纯比例系数为纯比例系数,使系统对信号输入得响应达到临使系统对信号输入得响应达到临界振荡状态界振荡状态(稳定边缘稳定边缘)。具体做法为。具体做法为:首先去掉首先去掉PIDPID得积分项和微分项得积分项和微分项,一般就是令一般就是令Ti=0Ti=0、Td=0Td=0使使PIDPID为纯比例调节。将比例系数由小到大为纯比例调节。将比例系数由小到大,并并观察相应得系统响应观察相应得系统响应,直至得到反应快、超调小直至得到反应快、超调小得响应曲线。由得响应曲线。由0 0逐渐加大比例增益逐渐加大比例增益P,P,直至系统直至系统出现振荡出现振荡;再反过来再反过来,从此时得比例增益从此时得比例增益P P逐渐减逐渐减小小,直至系统振荡消失直至系统振荡消失,记录此时得比例增益记录此时得比例增益P P如如果系统没有静差或静差已经小到允许得范围内果系统没有静差或静差已经小到允许得范围内,并且已经满意并且已经满意,那么只需用比例调节器即可那么只需用比例调节器即可,比比例系数可以由此确定。例系数可以由此确定。(P(P最好在最好在0 0、1 1左右左右,最好最好别超过别超过0 0、3)3)