博途群讨论：PID控制的调试方法在哪里？

一位群友问：PID控制，波动比较大的解决方法。他的问题具有通用性，和十几个“博途之友”技术交流群共同探讨。

一、群友的问题

各位大佬好，请问下阀门要控制液位，PID需要怎么调？然后西门子的PID自整定功能要怎么用？

我的一个罐体里面液位波动有些大，因为有泵在循环，采用的是压差式液位计，但是时不时液位还是有误差。

静止时候1.2m液位，一旦循环泵启动，波动到了1.5m

二、群友讨论

群友A：用 pi控制器 d设为 0。p比例值设小，看反应慢慢设大，积分看反应时间调节大小。

群友B：如果是液位波纹引起的测量误差可以尝试一下测面液位传感器，信号也可以加滤波算法，如果稳态的就像陈工说的做死区，然后调节阀响应也要跟上，要不然控制精度肯定变差。

提问的群友：我的意思是在禁止条件下，我的液位是1米1，一旦我循环泵开起来，页面就会往上升，往上升会有一个幅度可能是1米5啊，1米51，1米52，1米53或者1米49，再有一个波动。

群友C：我们一般只有温度这种具有滞后性的才有用D微分，其他的都是只用PI。

群友D：我最近在研究PID算法，准备自己写，但是需要很多的测试，感觉理论和实践差距挺远。

群友E：直接自整定完事。

群友F：自整定不是万能的 有时候整出来的很差 有时候整一天都整不玩。我用1200整出过1套控温非常好 但是只适合小系统小的升温或保温阶段，大系统的一直没自整定出好的参数。

群友G：他那个是泵起动造成的波动，是可以计算的，最简单的方法是前馈+PI。

三、一位群友对PID的形象比喻

数学其实就像个算命的，记录过去，预测未来。典型的算命例子如PID，PD就是预测未来，I就是参考历史，如果仔细想想，就是这么回事。

用开车来简单讲一下PID吧：

开车的时候，你要控制车速80码，油门是你PID的控制结果，但路上有上坡，下坡，也可能有个水坑。当你上坡的时候，实际会减速，你不断踩油门，这个就是P；当你有个水坑，你会踩一下刹车，这个就是D；当你平路上开稳住油门，一分钟后，速度还是差了2码，这个就是I,I要叠加到油门上才行。。我就描述到这里，你们慢慢理解领悟，说穿了就不好玩了。

P的作用是增加开环增益,降低系统稳态误差,增加系统通频带,但是会使系统变得不稳定。Ⅰ的作用是使系统增加一阶纯积分,从而提高系统一个无静差度,但是使系统相位裕量减小,稳定性变差。D的作用是给系统提供阻尼,增加稳定性,但同时增加了高频增益,使系统中的高频噪声放大,影响系统正常工作

四、葵花宝典

宝典1：

 一般方法：先调试P，被控制参数出现等幅震荡，然后逐渐加大积分时间，出现快速衰减的阻尼曲线，如果被控制量出现滞后，即被控制量达到设定值，执行机构迟迟不动作，这时适当增加微分参数，一般从0.001，步长按0.0005依次增加。这样应该比较快可整定出一组参数。

宝典2：

参数整定找最佳，从小到大顺序查；

先是比例后积分，最后再把微分加。

曲线振荡峰连峰，比例系数往大增；

曲线漂浮大弯转，比例系数往小减；

曲线偏离恢复慢，积分时间要减半；

曲线波动周期长，积分时间要加强；

曲线振荡频率快，微分时间往下拽；

动差大来波动慢，微分时间往大换；

理想曲线两个波，前高后低四比一；

一看二调多分析，调节质量不会低。

五、总结：PID调试的两种方法：

1、经验法，如文章所写。

2、建数学模型法：欢迎有建模型的群友反馈应用经验。

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