pid控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過(guò)程的特性確定pid控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。pid控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來(lái)有兩大類：
1. 理論計(jì)算整定法
它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)過(guò)理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過(guò)工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。
2. 工程整定方法
它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。pid控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過(guò)試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行整定。但無(wú)論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進(jìn)行 pid控制器參數(shù)的整定步驟如下：
(1)首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；
(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；
(3)在一定的控制度下通過(guò)公式計(jì)算得到pid控制器的參數(shù)。
pid調(diào)試一般原則
a.在輸出不振蕩時(shí)，增大比例增益p。
b.在輸出不振蕩時(shí)，減小積分時(shí)間常數(shù)ti。
c.在輸出不振蕩時(shí)，增大微分時(shí)間常數(shù)td。
pid調(diào)試一般步驟
a. 確定比例增益p
確定比例增益p 時(shí)，首先去掉pid的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)，一般是令ti=0、td=0（具體見(jiàn)pid的參數(shù)設(shè)定說(shuō)明），使pid為純比例調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許的最大值的60%~70%，由0逐漸加大比例增益p，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過(guò)來(lái)，從此時(shí)的比例增益p逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失，記錄此時(shí)的比例增益p，設(shè)定pid的比例增益p為當(dāng)前值的60%~70%。比例增益p調(diào)試完成。
b. 確定積分時(shí)間常數(shù)ti
比例增益p確定后，設(shè)定一個(gè)較大的積分時(shí)間常數(shù)ti的初值，然后逐漸減小ti，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，之后在反過(guò)來(lái)，逐漸加大ti，直至系統(tǒng)振蕩消失。記錄此時(shí)的ti，設(shè)定pid的積分時(shí)間常數(shù)ti為當(dāng)前值的150%~180%。積分時(shí)間常數(shù)ti調(diào)試完成。
c. 確定積分時(shí)間常數(shù)td
積分時(shí)間常數(shù)td一般不用設(shè)定，為0即可。若要設(shè)定，與確定 p和ti的方法相同，取不振蕩時(shí)的30%。
d. 系統(tǒng)空載、帶載聯(lián)調(diào)，再對(duì)pid參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，直至滿足要求。
變速積分的基本思想是，設(shè)法改變積分項(xiàng)的累加速度，使其與偏差大小相對(duì)應(yīng)：偏差越大，積分越慢；反之則越快，有利于提高系統(tǒng)品質(zhì)。