使用PID方法进行参数整定：如何优化控制效果

PID控制器的参数整定是指在控制器规律已经确定为PID形式的情况下，通过调整PID控制器参数，使得被控对象、控制器等组成的控制回路的动态特性满足期望的指标要求，达到理想的控制目标。它根据被控过程的特性确定PID控制器的比例增益、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，归纳起来可以分成基于模型的整定方法、基于输出响应特征参数的整定方法和智能整定方法。

基于模型的整定方法是指先利用辨识方法获得系统的数学模型，在此基础上，用整定方法对PID控制器参数进行整定。此类整定方法中最基本的是Ziegler-Niehols经验公式法。该方法是根据大多数工业过程都能用一阶惯性加纯滞后模型描述的特性，利用经验获得。

基于输出响应特征参数的整定方法主要是通过基于Nyquist曲线上的一个特征参数知识来进行参数整定，比较著名的方法是Z-N临界比例度法。此方法将对象与比例PID控制器接成闭环，将PID控制器的积分和微分作用先去掉，仅留下比例作用，然后在系统中加入一个扰动，如果系统响应是衰减的，则需要增大控制器的比例增益Kp重做实验；相反如果系统响应的振荡幅度不断增大，则需要减小Kp。实验的最终目的是要使闭环系统做临界等幅周期振荡，此时的比例增益Kp称为临界增益，记为Ku；而此时系统的振荡周期被称为临界振荡周期，记为Tu。临界比例度法就是利用Ku和Tu由经验公式求出P、PI和PID这3种控制器的参数整定值。(www.xing528.com)

智能整定方法就是将模糊算法、神经网络、遗传算法等智能算法应用于PID控制器参数的整定工作中，使整个整定过程具有自适应、逻辑思维能力，从而实现参数高效、快速、最优整定。