pid總結報告

　　篇一：PID 總結

　　1.PID常用口訣：

　　參數整定找最佳，從小到大順序查

　　先是比例后積分，最后再把微分加

　　曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大

　　曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳

　　曲線偏離回復慢，積分時間往下降

　　曲線波動周期長，積分時間再加長

　　曲線振蕩頻率快，先把微分降下來

　　動差大來波動慢。微分時間應加長

　　理想曲線兩個波，前高后低4比1

　　一看二調多分析，調節質量不會低

　　積分時間

　　如上所述．比例增益 P 越大，調節靈敏度越高，但由于傳動系統和控制電路都有慣性，調節結果達到最佳值時不能立即停止，導致“超調”，然后反過來調整，再次超調，形成振蕩。為此引入積分環節 I ，其效果是，使經過比例增益 P 放大后的差值信號在積分時間內逐漸增大 ( 或減小 ) ，從而減緩其變化速度，防止振蕩。但積分時間 I 太長，又會當反饋信號急劇變化時，被控物理量難以迅速恢復。因此， I 的取值與拖動系統的時間常數有關：拖動系統的時間常數較小時，積分時間應短些；拖動系統的時間常數較大時，積分時間應長些。

　　微分時間

　　微分時間 D 是根據差值信號變化的速率，提前給出一個相應的調節動作，從而縮短了調節時間，克服因積分時間過長而使恢復滯后的缺陷。D 的取值也與拖動系統的時間常數有關：拖動系統的時間常數較小時，微分時間應短些；反之，拖動系統的時間常數較大時，

　　微分時間應長些。

　　調整原則

　　PID 參數的預置是相輔相成的，運行現場應根據實際情況進行如下細調：被控物理量在目標值附近振蕩，首先加大積分時間 I ，如仍有振蕩，可適當減小比例增益 P。被控物理量在發生變化后難以恢復，首先加大比例增益 P ，如果恢復仍較緩慢，可適當減小積分時間 I ，還可加大微分時間 D。

　　PID

　　PID參數的設定：是靠經驗及工藝的熟悉，參考測量值跟蹤與設定值曲線，從而調整PID的大小

　　比例I/微分D=2，具體值可根據儀表定，再調整比例帶P，P過頭，到達穩定的時間長，P太短，會震蕩，永遠也打不到設定要求。

　　PID控制器參數的工程整定,各種調節系統中P.I.D參數經驗數據以下可參照： 溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s

　　壓力P: P=30~70%,T=24~180s,

　　液位L: P=20~80%,T=60~300s,

　　流量L: P=40~100%,T=6~60s。

　　常用口訣：

　　參數整定找最佳，從小到大順序查 先是比例后積分，最后再把微分加 曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大 曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳 曲線偏離回復慢，積分時間往下降 曲線波動周期長，積分時間再加長 曲線振蕩頻率快，先把微分降下來 動差大來波動慢。微分時間應加長 理想曲線兩個波，前高后低4比1 一看二調多分析，調節質量不會低

　　可以用MATLAB仿仿，感受一下參數對典型對象動態特性影響

　　請參考“先進PID控制及其MATLAB仿真”，劉金琨編，電子工業出版社2003年1月版

　　控制電動閥的開度來達到控制溫度是可以的，我個人認為用比例電磁閥替代電動閥完全可以實現PID的控制。因為比例電磁閥有標準的模擬量輸入信號和反饋信號而且具有PID調節功能。經過多年的工作經驗，我個人認為PID參數的設置的大小，一方面是要根據控制對象的具體情況而定；另一方面是經驗。P是解決幅值震蕩，P大了會出現幅值震蕩的幅度大，但震蕩頻率小，系統達到穩定時間長；I是解決動作響應的速度快慢的，I大了響應速度慢，反之則快；D是消除靜態誤差的，一般D設置都比較小，而且對系統影響比較小。對于溫度控制系統P在5-10%之間；I在180-240s之間；D在30以下。對于壓力控制系統P在30-60%之間；I在30-90s之間；D在30以下。

　　篇二：PID算法總結

　　PID算法是本程序中的核心部分。我們采用PID模糊控制技術,通過Pvar、Ivar、Dvar（比例、積分、微分）三方面的結合調整形成一個模糊控制來解決慣性溫度誤差問題。其原理如下：

　　本系統的溫度控制器的電熱元件之一是發熱絲。發熱絲通過電流加熱時，內部溫度都很高。當容器內溫度升高至設定溫度時，溫度控制器會發出信號停止加熱。但這時發熱絲的溫度會高于設定溫度，發熱絲還將會對被加熱的器件進行加熱，即使溫度控制器發出信號停止加熱，被加熱器件的溫度還往往繼續上升幾度，然后才開始下降。當下降到設定溫度的下限時，溫度控制器又開始發出加熱的信號，開始加熱，但發熱絲要把溫度傳遞到被加熱器件需要一定的時候，這就要視發熱絲與被加熱器件之間的介質情況而定。通常開始重新加熱時，溫度繼續下降幾度。所以，傳統的定點開關控制溫度會有正負誤差幾度的現象，但這不是溫度控制器本身的問題，而是整個熱系統的結構性問題，使溫度控制器控溫產生一種慣性溫度誤差。

　　增量式PID算法的輸出量為

　　ΔUn = Kp[(en-en-1)+(T/Ti)en+(Td/T)(en-2*en-1+en-2)]

　　式中，en、en-1、en-2分別為第n次、n-1次和n-2次的偏差值，Kp、Ti、Td分別為比例系數、積分系數和微分系數，T為采樣周期。計算機每隔固定時間 T將現場溫度與用戶設定目標溫度的差值帶入增量式PID算法公式，由公式輸出量決定PWM方波的占空比，后續加熱電路根據此PWM方波的占空比決定加熱功率�，F場溫度與目標溫度的偏差大則占空比大，加熱電路的加熱功率大，使溫度的實測值與設定值的偏差迅速減少；反之，二者的偏差小則占空比減小，加熱電路加熱功率減少，直至目標值與實測值相等，達到自動控制的目的。PID參數的選擇是實驗成敗的關鍵，它決定了溫度控制的準確度。數字PID調節器參數的整定可以仿照模擬PID調節器參數整定的各種方法，根據工藝對控制性能的要求，決定調節器的參數。各個參數對系統性能的影響如下：

　　①比例系數P對系統性能的影響：

　　比例系數加大，使系統的動作靈敏，速度加快，穩態誤差減小；P偏大，振蕩次數加多，調節時間加長；P太大時，系統會趨于不穩定；P太小，又會使系統的動作緩慢。P可以選負數，這主要是由執行機構、傳感器以及控制對象的特性決定的。如果P的符號選擇不當對象測量值就會離控制目標的設定值越來越遠，如果出現這樣的情況P的符號就一定要取反。

　　②積分控制I對系統性能的影響：

　　積分作用使系統的穩定性下降，I小（積分作用強）會使系統不穩定，但能消除穩態誤差，提高系統的控制精度。

　　③微分控制D對系統性能的影響：

　　微分作用可以改善動態特性，D偏大時，超調量較大，調節時間較短；D偏小時，超調量也較大，調節時間也較長；只有D合適，才能使超調量較小，減短調節時間。

　　2、PID算法詳解：

　　PID 簡介

　　PID（Proportional Integral Derivative）控制是控制工程中技術成熟、應用廣泛的一種控制策略，經過長期的工程實踐，已形成了一套完整的控制方法和典型的結構。它不僅適用于數學模型已知的控制系統中，而且對于大多數數學模型難以確定的工業過程也可應用，在眾多工業過程控制中取得了滿意的應用效果。 PID 工作基理：由于來自外界的各種擾動不斷產生，要想達到現場控制對象值保持恒定的目的，控制作用就必須不斷的進行。若擾動出現使得現場控制對象值(以下簡稱被控參數)發生變化，現場檢測元件就會將這種變化采集后經變送器送至PID 控制器的輸入端，并與其給定值(以下簡稱SP 值)進行比較得到偏差值(以下簡稱e 值)，調節器按此偏差并以我們預先設定的整定參數控制規律發出控制信號，去改變調節器的開度，使調節器的開度增加或減少，從而使現場控制對象值發生改變，并趨向于給定值(SP 值)，以達到控制目的 ，如圖 1 所示，其實PID 的實質就是對偏差（e 值）進行比例、積分、微分運算，根據運算結果控制執行部件的過程。

　　圖1 模擬PID 控制系統原理圖

　　PID 控制器的控制規律可以描述為：

　　u(t)Kp[e(t)1tde(t)e(t)dtT]u0 (1) D0T1dt

　　比例（P）控制能迅速反應誤差，從而減小穩態誤差。但是，比例控制不能消除穩態誤差。比例放大系數的加大，會引起系統的不穩定。積分（I）控制的作用是：只要系統有誤差存在，積分控制器就不斷地積累，輸出控制量，以消除誤差。因而，只要有足夠的時間，積分控制將能完全消除誤差，使系統誤差為零，從而消除穩態誤差。積分作用太強會使系統超調加大，甚至使系統出現振蕩。微分（D）控制可以減小超調量，克服振蕩，使系統的穩定性提高，同時加快系統的動態響應速度，減小調整時間，從而改善系統的動態性能。根據不同的被控對象的控制特性，又可以分為P、PI、PD、PID 等不同的控制模型。

　　數字PID 的實現

　　在連續-時間控制系統（模擬PID 控制系統）中，PID 控制器應用得非常廣泛。其設計技術成熟，長期以來形成了典型的結構，參數整定方便，結構更改靈活，能滿足一般的控制要求。隨著計算機的快速發展，人們將計算機引入到PID 控制領域，也就出現了數字式PID 控制。

　　由于計算機基于采樣控制理論，計算方法也不能沿襲傳統的模擬PID 控制算法（如公式1 所示），所以必須將控制模型離散化，離散化的方法：以T 為采樣周期，k 為采樣序號，用求和的形式代替積分，用增量的形式（求差）代替微分，這樣可以將連續的PID 計算公式離散：

　　tkT(k0,1,2......)

　　e(t)Te(jT)Te(j) 0j0j0tkk

　　de(t)e(kT)e[(k1)T]ekek1 (2) dtTT

　　式1 就可以離散為：

　　TTk

　　u(t)Kp[ekejD(ekek1)]u0 (3) T1j0T

　　或者：

　　u(t)KpekKIejKD(ekek1)u0 (4)

　　j0k

　　這樣就可以讓計算機或者單片機通過采樣的方式實現PID 控制，具體的PID 控制又分為位置式PID 控制和增量式PID 控制，公式4 給出了控制量的全部大小，所以稱之為全量式或者位置式控制；如果計算機只對相鄰的`兩次作計算，只考慮在前一次基礎上，計算機輸出量的大小變化，而不是全部輸出信息的計算，這種控制叫做增量式PID 控制算法，其實質就是求Δμ的大小，而Δμk =μk -μ所以將式4 做自減變換有： k-1 ；

　　ukukuk1

　　Kp[ekek1TTekD(ek2ek1ek2)] T1T

　　Kp(12TTTT)ekKp(1D)ek1KpDek2 TITDTT

　　AekBek1Cek2(5) 其AKP(1

　　2TTTTD) 、 BKP(1D) 、 CKPD TTTIT

　　3、一般步驟

　　a.確定比例增益P

　　確定比例增益P 時，首先去掉PID的積分項和微分項，一般是令Ti=0、Td=0（具體見PID的參數設定說明），使PID為純比例調節。輸入設定為系統允許的最大

　　值的60%~70%，由0逐漸加大比例增益P，直至系統出現振蕩；再反過來，從此時的比例增益P逐漸減小，直至系統振蕩消失，記錄此時的比例增益P，設定PID的比例增益P為當前值的60%~70%。比例增益P調試完成。

　　b.確定積分時間常數Ti

　　比例增益P確定后，設定一個較大的積分時間常數Ti的初值，然后逐漸減小Ti，直至系統出現振蕩，之后在反過來，逐漸加大Ti，直至系統振蕩消失。記錄此時的Ti，設定PID的積分時間常數Ti為當前值的150%~180%。積分時間常數Ti調試完成。

　　c.確定積分時間常數Td

　　積分時間常數Td一般不用設定，為0即可。若要設定，與確定 P和Ti的方法相同，取不振蕩時的30%。

　　d.系統空載、帶載聯調，再對PID參數進行微調，直至滿足要求。

　　篇三：PID常用口訣總結

　　電子知識

　　PID(169)

　　1.PID常用口訣: 參數整定找最佳，從小到大順序查，先是比例后積分，最后再把微分加，曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大，曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳，曲線偏離回復慢，積分時間往下降，曲線波動周期長，積分時間再加長，曲線振蕩頻率快，先把微分降下來，動差大來波動慢，微分時間應加長，理想曲線兩個波，前高后低4比1，一看二調多分析，調節質量不會低

　　2.PID控制器參數的工程整定,各種調節系統中P.I.D參數經驗數據以下可參照：

　　溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s 壓力P: P=30~70%,T=24~180s,

　　液位L: P=20~80%,T=60~300s,

　　流量L: P=40~100%,T=6~60s。

　　3.PID控制的原理和特點

　　在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定，這時應用PID控制技術最為方便。即當我們不完全了解一個系統和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統參數時，最適合用PID控制技術。PID控制，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據系統的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。

　　比例(P)控制

　　比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差(Steady-state error)。

　　積分(I)控制

　　在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統，如果在進入穩態后存在穩態誤差，則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統(System with Steady-state Error)。為了消除穩態誤差，在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統在進入穩態后無穩態誤差。

　　微分(D)控制

　　在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關系。 自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振蕩甚至失穩。其原因是由于存在有較大慣性組件(環節)或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。

　　IBIS模型是一種基于V/I曲線對I/O BUFFER快速準確建模方法，是反映芯片驅動和接收電氣特性一種國際標準，它提供一種標準文件格式來記錄如驅動源輸出阻抗、上升/下降時間及輸入負載等參數，非常適合做振蕩和串擾等高頻效應計算與仿真。

　　IBIS本身只是一種文件格式，它說明在一標準IBIS文件中如何記錄一個芯片驅動器和接收器不同參數，但并不說明這些被記錄參數如何使用，這些參數需要由使用IBIS模型仿真工具來讀取。欲使用IBIS進行實際仿真，需要先完成四件工作：獲取有關芯片驅動器和接收器原始信息源；獲取一種將原始數據轉換為IBIS格式方法；提供用于仿真可被計算機識別布局布線信息；提供一種能夠讀取IBIS和布局布線格式并能夠進行分析計算軟件工具。

　　IBIS模型優點可以概括為：在I/O非線性方面能夠提供準確模型，同時考慮了封裝寄生參數與ESD結構；提供比結構化方法更快仿真速度；可用于系統板級或多板信號完整性分析仿真。可用IBIS模型分析信號完整性問題包括：串擾、反射、振蕩、上沖、下沖、不匹配阻抗、傳輸線分析、拓撲結構分析。IBIS尤其能夠對高速振蕩和串擾進行準確精細仿真，它可用于檢測最壞情況上升時間條件下信號行為及一些用物理測試無法解決情況；模型可以免費從半導體廠商處獲取，用戶無需對模型付額外開銷；兼容工業界廣泛仿真平臺。

　　IBIS模型核由一個包含電流、電壓和時序方面信息列表組成。IBIS模型仿真速度比SPICE快很多，而精度只是稍有下降。 非會聚是SPICE模型和仿真器一個問題，而在IBIS仿真中消除了這個問題。實際上，所有EDA供應商現在都支持IBIS模型，

　　并且它們都很簡便易用。 大多數器件IBIS模型均可從互聯網上免費獲得。可以在同一個板上仿真幾個不同廠商推出器件。

　　IBIS模型是一種基于V/I曲線對I/O BUFFER快速準確建模方法，是反映芯片驅動和接收電氣特性一種國際標準，它提供一種標準文件格式來記錄如驅動源輸出阻抗、上升/下降時間及輸入負載等參數，非常適合做振蕩和串擾等高頻效應計算與仿真。

　　IBIS本身只是一種文件格式，它說明在一標準IBIS文件中如何記錄一個芯片驅動器和接收器不同參數，但并不說明這些被記錄參數如何使用，這些參數需要由使用IBIS模型仿真工具來讀取。欲使用IBIS進行實際仿真，需要先完成四件工作：獲取有關芯片驅動器和接收器原始信息源；獲取一種將原始數據轉換為IBIS格式方法；提供用于仿真可被計算機識別布局布線信息；提供一種能夠讀取IBIS和布局布線格式并能夠進行分析計算軟件工具。

　　IBIS模型優點可以概括為：在I/O非線性方面能夠提供準確模型，同時考慮了封裝寄生參數與ESD結構；提供比結構化方法更快仿真速度；可用于系統板級或多板信號完整性分析仿真�？捎肐BIS模型分析信號完整性問題包括：串擾、反射、振蕩、上沖、下沖、不匹配阻抗、傳輸線分析、拓撲結構分析。IBIS尤其能夠對高速振蕩和串擾進行準確精細仿真，它可用于檢測最壞情況上升時間條件下信號行為及一些用物理測試無法解決情況；模型可以免費從半導體廠商處獲取，用戶無需對模型付額外開銷；兼容工業界廣泛仿真平臺。

　　IBIS模型核由一個包含電流、電壓和時序方面信息列表組成。IBIS模型仿真速度比SPICE快很多，而精度只是稍有下降。 非會聚是SPICE模型和仿真器一個問題，而在IBIS仿真中消除

　　了這個問題。實際上，所有EDA供應商現在都支持IBIS模型，并且它們都很簡便易用。 大多數器件IBIS模型均可從互聯網上免費獲得。可以在同一個板上仿真幾個不同廠商推出器件。

　　IBIS模型是一種基于V/I曲線對I/O BUFFER快速準確建模方法，是反映芯片驅動和接收電氣特性一種國際標準，它提供一種標準文件格式來記錄如驅動源輸出阻抗、上升/下降時間及輸入負載等參數，非常適合做振蕩和串擾等高頻效應計算與仿真。

　　IBIS本身只是一種文件格式，它說明在一標準IBIS文件中如何記錄一個芯片驅動器和接收器不同參數，但并不說明這些被記錄參數如何使用，這些參數需要由使用IBIS模型仿真工具來讀取。欲使用IBIS進行實際仿真，需要先完成四件工作：獲取有關芯片驅動器和接收器原始信息源；獲取一種將原始數據轉換為IBIS格式方法；提供用于仿真可被計算機識別布局布線信息；提供一種能夠讀取IBIS和布局布線格式并能夠進行分析計算軟件工具。

　　IBIS模型優點可以概括為：在I/O非線性方面能夠提供準確模型，同時考慮了封裝寄生參數與ESD結構；提供比結構化方法更快仿真速度；可用于系統板級或多板信號完整性分析仿真。可用IBIS模型分析信號完整性問題包括：串擾、反射、振蕩、上沖、下沖、不匹配阻抗、傳輸線分析、拓撲結構分析。IBIS尤其能夠對高速振蕩和串擾進行準確精細仿真，它可用于檢測最壞情況上升時間條件下信號行為及一些用物理測試無法解決情況；模型可以免費從半導體廠商處獲取，用戶無需對模型付額外開銷；兼容工業界廣泛仿真平臺。

　　IBIS模型核由一個包含電流、電壓和時序方面信息列表組成。IBIS模型仿真速度比SPICE快很多，而精度只是稍有下降。

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