介绍一种临界比例度法调节PID参数,也称为Ziegler-Nichols工程整定法。

1.临界比例度法的定义

适用于已知对象传递函数场合。

在闭环的控制系统中,激励为阶跃信号,将调节器置于纯比例作用下,从小到大逐渐改变调节器比例度的大小,直到出现等幅振荡的过渡过程。此时的比例度称为临界比例度δ_r(δ=1/K_p )。相邻两个波峰间的距离称为临界振荡周期T_r,比例增益K_Pr。

2.临界比例度法整定PID参数步骤

①切除PID控制器中的积分与微分作用,取较小的比例增益Kp值,并投入闭环运行;
②将Kp由小变大,直至阶跃响应产生等幅振荡;
③根据下表的经验公式,选择PID参数

④按照“先P后I最后D”的操作顺序,将经验值参数输入调节器后再次运行调节系统,观察过程变化情况。多数情况下系统均能 稳定运行,如果还未到达理想控制状态,对参数微调即可。
⑤有的过程控制系统,当调节器比例度调到最小刻度值时,系统仍不产生等幅振荡,对此将最小刻度的比例度作为临界比例度进 行调节器参数整定。