一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在階躍干擾作用下，出現(xiàn)既不發(fā)散也不衰減的等幅震蕩過(guò)程，此過(guò)程成為等幅振蕩過(guò)程，如下圖所示。此時(shí)調(diào)節(jié)器的比例度為臨界比例度δk，被調(diào)參數(shù)的工作周期為為臨界周期Tk。
臨界比例度法整定PID參數(shù)步驟
1、將調(diào)節(jié)器積分時(shí)間設(shè)定為無(wú)窮大、微分時(shí)間設(shè)定為零（即Ti＝∞，Td＝0），比例度適當(dāng)取值，調(diào)節(jié)系統(tǒng)按純比例作用投入。穩(wěn)定后，適當(dāng)減小比例度，在外界干擾作用下，觀察過(guò)程變化情況，尋取系統(tǒng)等幅振蕩臨界狀態(tài)，得到臨界參數(shù)。
2、根據(jù)臨界比例度δk和為臨界周期Tk，按下表計(jì)算出調(diào)節(jié)器參數(shù)整定值
臨界比例度法PID參數(shù)整定經(jīng)驗(yàn)公式
調(diào)節(jié)規(guī)律 | 調(diào)節(jié)器參數(shù) | ||
比例度δ，單位：％ | 積分時(shí)間Ti，單位：min | 微分時(shí)間Td，單位：min | |
P | 2×δk | --- | --- |
PI | 2.2×δk | 0.85×Tk | --- |
PID | 1.7×δk | 0.5×Tk | 0.125×Tk |
3、將計(jì)算所得的調(diào)節(jié)器參數(shù)輸入調(diào)節(jié)器后再次運(yùn)行調(diào)節(jié)系統(tǒng)，觀察過(guò)程變化情況。多數(shù)情況下系統(tǒng)均能穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，如果還未達(dá)到理想控制狀態(tài)，進(jìn)需要對(duì)參數(shù)微調(diào)即可。
衰減曲線法
衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)通常會(huì)按照4：1和10：1兩種衰減方式進(jìn)行，兩種方法操作步驟相同，但分別適用于不同工況的調(diào)節(jié)器參數(shù)整定。
4：1衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)
純比例度作用下的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在比例度逐漸減小時(shí)，出現(xiàn)4：1衰減振蕩過(guò)程，此時(shí)比例度為4：1衰減比例度δs，兩個(gè)相鄰?fù)虿ǚ逯g的距離為4:1衰減操作周期TS，如下圖所示
4：1衰減曲線法整定PID參數(shù)步驟如下：
1、將調(diào)節(jié)器積分時(shí)間設(shè)定為無(wú)窮大、微分時(shí)間設(shè)定為零（即Ti＝∞，Td＝0），比例度適當(dāng)取值，調(diào)節(jié)系統(tǒng)按純比例作用投入。系統(tǒng)穩(wěn)定后，逐步減小比例度，根據(jù)工藝操作的許可程度加2％-3％的干擾，觀察調(diào)節(jié)過(guò)程變化情況，直到調(diào)節(jié)過(guò)程變化達(dá)到規(guī)定的4：1衰減比為止，得到4：1衰減情況下的比例度δs和衰減操作周期TS。
2、根據(jù)δs和Ts值按以下公式計(jì)算出調(diào)節(jié)器整定參數(shù)
4：1衰減曲線法PID參數(shù)整定經(jīng)驗(yàn)公式
調(diào)節(jié)規(guī)律 | 調(diào)節(jié)器參數(shù) | ||
比例度δ，單位：％ | 積分時(shí)間Ti，單位：min | 微分時(shí)間Td，單位：min | |
P | δs | --- | --- |
PI | 0.2×δs | 0.5×Ts | --- |
PID | 0.8×δs | 0.3×Ts | 0.1×Ts |
4、將比例度降至計(jì)算值上，觀察運(yùn)行，適當(dāng)調(diào)整。
10：1衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)
在部分調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，由于采用4：1衰減比仍嫌振蕩比較厲害，則可采用10：1的衰減過(guò)程，如下圖所示。這種情況下由于衰減太快，要測(cè)量操作周期比較困難，但可測(cè)取從施加干擾開始至第一個(gè)波峰飛升時(shí)間Tr。
10：1衰減曲線法整定調(diào)節(jié)參數(shù)步驟和4：1衰減曲線法完全一致，僅采用的整定參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)公式不同。
10：1衰減曲線法PID參數(shù)整定經(jīng)驗(yàn)公式
調(diào)節(jié)規(guī)律 | 調(diào)節(jié)器參數(shù) | ||
比例度δ，單位：％ | 積分時(shí)間Ti，單位：min | 微分時(shí)間Td，單位：min | |
P | δss | --- | --- |
PI | 1.2×δss | 2×Tr | --- |
PID | 0.8×δss | 1.2×Tr | 0.4×Tr |