PID调节器参数整定的原则

图3-36 随动系统和定值系统在不同衰减比下的响应曲线

1.根据对控制系统稳定运行准则

控制系统的首要要求是系统的稳定性，所有参数的确定必须保证系统能运行正常且具有一定的稳定裕度。通常，可取衰减比作为稳定性指标，对于随动控制系统，常取衰减比为10∶1；定值控制系统衰减比为4∶1。图3-36为随动系统和定值系统在不同衰减比下的响应曲线，从图中可以看到，随动系统的[y（∞）-y（0）]值较大，即使衰减比较小，系统的超调量仍较大。所以，适合取n＝10∶1，最短时间控制系统的过渡过程无振荡。定值控制系统的y（∞）与y（0）相等或相近，采用n＝4∶1的衰减比可使系统的过渡过程快些，系统的动态偏差小些。

2.根据被控对象广义的动态参数τ/T

τ/T值越大，表明系统的纯滞后越严重，控制系统越不容易稳定。此时，应减小系统的比例值，以保证系统的稳定性，同时，T_I/τ和T_D/τ应合适，通常T_I＝2τ，T_D＝0.5τ。(www.xing528.com)

3.根据PID参数对系统动、静态特性的影响

在PID控制中，比例度过小，即比例放大系数过大时，比例控制作用很强，系统有可能产生振荡；积分时间常数过小时，积分控制作用很强，易引起振荡；微分时间常数过大时，微分控制作用过强，易产生振荡。另外，PID控制中，比例作用是最基本的控制作用，积分作用消除余差，微分作用预测控制，但对高频噪声不利。

4.根据系统的性能指标要求

PID调节器参数整定过程中，需要通过能反映系统控制品质的性能指标来衡量参数整定是否达到最佳过渡过程。性能指标可以是单项控制指标，如超调量或最大偏差、衰减比、余差及过渡过程时间等。另外，也可采用综合性能指标，如IAE（绝对误差积分）、ISE（二次方误差积分）、ITAE（时间乘以误差绝对值积分）等。