如何调试PID控制器?如何选择PID控制器?

PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多，由此可见PID在现代社会中占据了重要地位。为增进大家对PID的认识，本文将对PID 、PID调试方法以及选择PID的原则予以介绍。如果你对PID具有兴趣，不妨和小编一起继续往下阅读哦。

一、PID

PID控制理念最早提出是在1932年，出生于瑞典后移民美国的物理学家哈利奈奎斯特(H Nyquist)，在他的一篇论文当中提出了采用图形的方法来判断系统的稳定性。在他的基础上，荷兰裔科学家亨伯德(H W Bode)(对就你想的那个“伯德图/波特图”创始人)等人建立了一整套在频域范围设计反馈放大器的方法，后被用于自动控制系统的分析和设计，这也是PID算法最早从书面走向实践。

PID控制是经典控制理论里一个重要的控制律(control law)，其历史悠久并且至今仍是实用控制中最为常用的控制方法之一。提到PID算法，自动控制领域几乎无人不知无人不晓。因为在控制界虽然有很多算法，但是大都是纸上谈兵，理论讲的很不错，实际应用的较少，PID算法及改进的PID算法是最简单、有效且应用广泛的。据90年日刊报道对106家企业调查，在控制方式上采用PID控制规律占84.5%。

其实，对于PID的实际应用，大家一定都见过。比如汽车上的定速巡航、自适应巡航、发动机转速控制，智能车/自动驾驶车辆的转向、制动等底层控制，四轴飞行器，自平衡小车，还有3D打印机上的温度控制器……

二、PID控制器调试方法

PID控制器调试方法：

1、比例系数的调节

比例系数P的调节范围一般是：0.1--100.

如果增益值取 0.1，PID 调节器输出变化为十分之一的偏差值。如果增益值取 100， PID 调节器输出变化为一百倍的偏差值。

可见该值越大，比例产生的增益作用越大。初调时，选小一些，然后慢慢调大，直到系统波动足够小，再调节积分或微分系数。过大的P值会导致系统不稳定，持续振荡;过小的P值又会使系统反应迟钝。合适的值应该使系统有足够的灵敏度但又不会反应过于灵敏，一定时间的迟缓要靠积分时间来调节。

2、积分系数的调节

积分时间常数的定义是，偏差引起输出增长的时间。积分时间设为 1秒，则输出变化 100%所需时间为 1 秒。初调时要把积分时间设置长些，然后慢慢调小直到系统稳定为止。

3、微分系数的调节

微分值是偏差值的变化率。例如，如果输入偏差值线性变化，则在调节器输出侧叠加一个恒定的调节量。大部分控制系统不需要调节微分时间。因为只有时间滞后的系统才需要附加这个参数。如果画蛇添足加上这个参数反而会使系统的控制受到影响。如果通过比例、积分参数的调节还是收不到理想的控制要求，就可以调节微分时间。初调时把这个系数设小，然后慢慢调大，直到系统稳定。

三、PID选型原则

PID控制器选型应根据控制对象特性及生产过程对控制系统的要求进行，PID控制器选型基本原则如下：

①当对象和测量元件的时间常数T较大，容量迟延大，纯滞后r很小，微分控制是首选。工艺要求较高时，应选用PID控制器或PD控制器。工艺要求不高时，可选用P控制器。(注：前面的说法是为了让大家明白PID控制特性，现在的的PID控制器同时具有P、I、D三个功能，并没有PI控制器或P控制器出售)

②当对象和测量元件的时间常数T较小，纯滞后t较大，用微分控制不一定有作用。

③当对象的时间常数T较小，系统负荷变化较大时，为了消除干扰引起的余差，应选用PI控制器，如流量控制系统。

④当对象的时间常数T较小，而负荷变化很快，这时用了微分控制和积分控制都容易引起振荡，对控制质量影响很大。如果对象的时间常数很小，采用反微分作用可能会有较好的效果。

⑤当对象的纯滞后t很大，负荷变化也很大，简单控制系统可能无法满足要求，只能采用复杂控制系统，如串级控制来满足工艺生产的要求。

以上便是此次带来的PID相关内容，通过本文，希望大家对PID已经具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!