PID控制参数的工程整定方法
（20151124）参数含义以传递函数：
G
PID
（s）K
（1
111Tds）（1Tds）TisδTis
中参数为例。
1、临界比例度法（ZieglerNichols）11在纯比例作用下，逐渐增加增益至产生等副震荡，根据临界增益和临界周期参数得出PID控制器参数，步骤如下：（1）将纯比例控制器接入到闭环控制系统中（设置控制器参数积分时间常数Ti∞，实际微分时间常数Td0）。（2）控制器比例增益K设置为最小，加入阶跃扰动（一般是改变控制器的给定值），观察被调量的阶跃响应曲线。（3）由小到大改变比例增益K，直到闭环系统出现振荡。（4）系统出现持续等幅振荡时，此时的增益为临界增益（Ku），振荡周期（波峰间的时间）为临界周期（Tu）。（5）由表1得出PID控制器参数。表1调节规律KTiTdP05KuPI045Ku083TuPID06Ku05Tu0125Tu12采用临界比例度法整定时应注意以下几点：（1）在采用这种方法获取等幅振荡曲线时，应使控制系统工作在线性区，不要使控制阀出现开、关的极端状态，否则得到的持续振荡曲线可能是“极限循环”，从线性系统概念上说系统早已处于发散振荡了。（2）由于被控对象特性的不同，按上表求得的控制器参数不一定都能获得满意的结果。对于无自平衡特性的对象，用临界比例度法求得的控制器参数往住使系统响应的衰减率偏大（ψ＞075）。而对于有自平衡特性的高阶等容对象，用此法整定控制器参数时系统响应衰减率大多偏小（ψ＜075）。为此，上述求得的控制器参数，应针对具体系统在实际运行过程中进行在线校正。（3）临界比例度法适用于临界振幅不大、振荡周期较长的过程控制系统，但有些系统从安全性考虑不允许进行稳定边界试验，如锅炉汽包水位控制系统。还有某些时间常数较大的单容对象，用纯比例控制时系统始终是稳定的，对于这些系统也是无法用临界比例度法来进行参数整定的。（4）只适用于二阶以上的高阶对象，或一阶加纯滞后的对象，否则，在纯比例控制情况下，系统不会出现等幅振荡。13若求出被控对象的静态放大倍数KP△y／△u，则增益乘积KpKu可视为系统的最大开环增益。通常认为ZieglerNichols闭环试验整定法的适用范围为：
（1）当KpKu20时，应采用更为复杂的控制算法，以求较好的调节效果。（2）当KpKu2时，应使用一些能补偿传输迟延的控制策略。（3）当15KpKu2时，在对控制精度要求不高的场合仍可使用PID控制器，但需要对表1进行修正。在这种情况下，建议采用SMITH预估控制和IMC控制策略。（4）当r