西门子PID调节器主要部分的作用

西门子PID调节器主要部分的作用

PID是比例，积分，微分的缩写。

1、比例调节的作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。

2、积分调节的作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器。

3、微分调节的作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以改善系统的动态性能。

在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。此外，微分反应的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成PD或PID控制器。

比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法各自作用：

比例，反应系统的基本（当前）偏差，系数大，可以加快调节，减小误差，但过大的比例使系统稳定性下降，甚至造成系统不稳定；

积分，反应系统的累计偏差 ，使系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差，积分调节就进行，直至无误差；

微分，反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除，因此可以改善系统的动态性能。但是微分对噪声干扰有放大作用，加强微分对系统抗干扰不利。

积分和微分都不能单独起作用，必须与比例控制配合。

比例控制的优点是简单而且调整方便，但它会产生余差。余差的大小随比例系数的增大而减小。比例控制适用于低阶过程，对于一个具有较大时间常数的过程，因为过程的稳定裕度大，往往允许有很大的开环增益（即比例系数）。

另外，对于具有积分环节的对象，适用比例控制器不会产生余差，而采用PI控制器却会使系统的稳定性严重恶化，因此具有积分环节的对象特别适用比例控制器。

积分控制作用可以消除余差，但因积分作用是随着时间累积而逐渐加强，所以控制作用缓慢，在时间上总是落后于偏差信号的变化，不能及时控制。当对象的惯性较大时，被控参数将出现较大的超调量，控制时间也较长，严重时甚至使系统难以稳定。

因此，积分控制不宜单独使用，往往是将比例和积分组合起来，构成比例积分PI控制器，这样控制即及时，又能消除余差。

微分作用通过提供超前作用使得被控过程趋于稳定，因此它常用来抵消积分作用带来的不稳定趋势。(电工技术之家 www.dgjs123.com)同时微分作用也能减小过渡过程时间，从而改善被控变量的动态响应。但是微分作用的输出只与偏差信号的变化速率有关，如果有偏差但不变化，则微分输出为零，故微分控制不能消除余差。所以微分控制器不能单独使用，它常与比例或比例积分控制作用组合，构成PD或PID控制器。

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PID调节中比例如何设置？

首先，需要确认pid表控制什么的，用来控制蒸汽薄膜阀动作来控制温度的，而且一般表都有pid 自诊定，表自身能计算出适合的pid 值。

我的经验：p值最重要，一般p值越小，控制的动作反应越快，I 值和D 值只是帮助控制的效果更好。

在设备的一个经验值里，P＝3，I＝60，D＝90。很多的控制也都是慢慢试验出来的pid 值。因为各种应用场合千差万别，不好根据公式计算出pid 值。

PID控制方式的具体流程是计算误差和温度的变化速度进行PID计算，先以P参数和误差计算出基础输出量，在根据误差的累积值和I参数计算出修正量，最终找出控制点和温度设定点之间的平衡状态，最后在通过温度的变化速率与D参数控制温度的变化速度以防止温度的剧烈变化。

进行整定时先进行P调节，使I和D作用无效，观察温度变化曲线，若变化曲线多次出现波形则应该放大比例（P）参数，若变化曲线非常平缓，则应该缩小比例（P）参数。比例（P）参数设定好后，设定积分（I）参数，积分（I）正好与P参数相反，曲线平缓则需要放大积分（I），出现多次波形则需要缩小积分（I）。比例（P）和积分（I）都设定好以后设定微分（D）参数，微分（D）参数与比例（P）参数的设定方法是一样的。