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個人總結的，希望有所幫助，都是平時搜尋到的，然後整理的乾貨

1.在不發生震盪時，增大比例係數，減小積分時間(增大積分系數)。

超調過大，則增大積分時間(減小積分系數)。若想加快響應速度則可減小積分時間(增大積分系數)。

2.確定PI係數

確定比例係數Kp，令積分時間為0，輸入設定為系統最大值的60％-70％，比例係數逐漸增大，直至出現震盪，而後減小比例係數，直至震盪消失，記錄此時的值，則設定值為該值的60％-70％。

確定積分系數Ki,設定一個較大的積分時間(即較小的積分系數)，而後逐漸減小直至系統出現震盪，而後再繼續逐漸增大積分時間(減小積分系數)，直至震盪消失，設定積分時間為當前值的150％-180％。

(PS:積分系數和積分時間要注意，網上常見的位置式PID控制，積分量都是採用誤差累計，這個時候是經過簡化的PID，積分已經是積分系數不是積分時間，所以zaizh再整定時要注意積分系數從小往大調）

3.PID整定口訣

引數整定找最佳，從小到大順序查

先是比例後積分，最後再把微分加

曲線振盪很頻繁，比例度盤要放大

曲線漂浮繞大彎，比例度盤往小扳

曲線偏離回覆慢，積分時間要下降

曲線波動週期長，積分時間要加長

曲線震盪頻率快，先把微分降下來

動差大來波動慢，微分時間要加長

理想曲線兩個波，前高後低4比1

一看二調多分析，調節質量不會低。

(以上為網上新傳的口訣)

引數整定找最佳，從大到小順次查

先是比例後積分，最後再把微分加

曲線震盪很頻繁，比例度盤要放大

曲線漂浮繞大彎，比例度盤往小扳

曲線偏離回覆慢，積分時間往下降

曲線波動週期長，積分時間要加長

理想曲線兩個波，調節過程高質量

解釋：

控制系統在設計、正定和執行中，衡量系統質量的依據就是系統的過渡過程。當系統的輸入為階躍變化時，系統的過渡過程表現為：發散震盪，燈幅震盪，衰減震盪，單調過程等形式，多數情況下，人們都希望看到衰減震盪過程，且認為下圖所示的過渡過程最好，並將其作為衡量控制系統質量的依據。

圖 1 最佳衰減震盪

如圖 1，其可作為控制系統質量指標的理由是：其第一次恢復到給定值時較快，而後雖然又偏離了，但是偏離不大，且只有極少數幾次震盪就能穩定下來。量上分析，第一個波峰B的高度為第二個波峰B

*

的4倍，故而這種曲線又稱為4:1衰減曲線，在控制器工程整定時，以能得到4:1的衰減過程為最好，這是的調節器引數可稱為最佳引數。

“引數整定找最佳，從小到大順序查”

在現場偵錯程式工程引數整定中，如果只按4:1衰減比進行整定，那麼可以有很多對的比例度和積分時間同樣滿足4:1的衰減比，但是這些對的數值並不是任意的組合，而是成對的，一定的比例度必須與一定的積分時間組成一對，才能滿足衰減比的條件，改變其中之一，另一個也要隨之改變。因為是成對出現的，所以才有調節器引數的“匹配”問題。而在實際應用中只有附加一個條件，才能從多對數值中選出一對適合的數值。這一對適合的數值通常稱為滿足該新增條件的“最佳整定值”。“從大到小順次查”中的“查”的意思就是找到調節器引數的最佳匹配值。而“從大到小順次查”是說在具體操作時，先把比例度、積分時間防至最大位置，把微分時間調至為零。因為我們需要的是衰減震盪的過渡過程，並避免出現其他的震盪過程，在整定初期，把比例度放至最大位置，目的是減小調節器的放大倍數。而積分放至最大位置，目的是先把積分作用取消。把微分時間調至零也是把微分作用取消。“從大到小……”就是從大到小改變比例度或積分時間刻度，實質是慢慢的增加比例作用或積分作用的放大倍數。也就是慢慢的增加比例或積分作用的影響，避免系統出現大的震盪。最後再根據系統實際情況決定是否使用微分作用。

“先是比例後積分，最後再把微分加”

這句話是經驗的整定步驟，比例作用的最基本的調節作用，口訣說的“先是比例後積分”，目的是簡化調節器的引數整定，即先把積分作用取消和弱化，待系統較穩定後再投運積分作用，尤其是新安裝的控制系統，對系統特性不瞭解時，我們要做的是先把積分作用取消，待調整好比例度，使控制系統大致穩定以後，再加入積分作用。對於比例控制系統，如果規定4:1的衰減過渡過程，則只有一個比例度能夠滿足這一規定，而其他的任何比例度都不可能使過渡過程的衰減比為4:1。因此，對比例控制系統只要找到能滿足4:1衰減比時的比例度就行了。

在調好比例控制的基礎上再加入積分作用，但積分會降低過渡過程的衰減比，則系統的穩定程度也會降低。為了保持系統的穩定程度，可增大調節器的比例度，即減小調節器的放大倍數。在實際工程中往往在整定中投入積分作用後，要把比例度增大約20％。其實質就是個比例度和積分時間數值的匹配問題，在一定範圍內比例度的減小，是可以用增加積分時間的方法來補償的，但是也要看到比例作用和積分作用是互為影響的，如果設定的比例度過大，即便積分時間恰當，系統控制效果仍然會不佳。

“曲線震盪很頻繁，比例度盤要放大”

說的是比例度過小時，會產生週期較短的激烈震盪，且震盪衰減很慢，嚴重時甚至會成為發散震盪，如圖 2所示，這是就要調大比例度，使曲線平緩下來。

圖 2 曲線震盪頻繁

“曲線篇幅繞大彎，比例度盤往小扳”

比例度過大時會使過渡時間過大，使被調引數變化緩慢，即記錄曲線偏離給定幅值較大，時間較長，這時曲線波動較大且變換無規則，形狀像繞大彎式的變化，如圖所示，此時就要減小比例度，使餘差儘量小。

圖 3 比例度過大時的過渡過程曲線

“曲線偏離回覆慢，積分時間往下降。曲線波動週期長，積分時間再加長”

當積分時間太長時，會使曲線非週期地慢慢地回覆到給定值，即“曲線偏離回覆慢”，則應減小積分時間，如圖 4所示。當積分時間太短時，會使曲線震盪週期較長，且衰減很慢，即“曲線波動週期長”，如圖 5所示，則應加長積分時間。

圖 4 積分時間過程的過渡過程曲線

圖 5 積分時間過短

調節器的引數按照比例積分作用整定好後，可在積分時間的0.2-0.5倍範圍內調整微分時間。即“最後再把微分加”由於微分作用會增強系統的穩定性，故採用微分作用後，調節器的比例度可以適當地增大一些，一般以增大0.2為宜。微分作用主要用於滯後和慣性較大的場合，由於微分作用具有超前調解的功能，當系統有較大滯後和較大慣性的情況下，才應啟用微分作用。

注意：

有幾個地方需要注意：

Ø 口訣是儀表實際工作的總結，但由於歷史的原因，當時儀表工所接觸的大多是氣動調節儀表，最早的是04型基地式氣動調節儀表，後來是氣動單元組合儀表，七十年代初期電動儀表在工廠的應用也是很有限的。氣動儀表調比例度就是改變一個針型閥門的開度，為便於觀察閥門的開度，閥門手柄上有個等分刻度盤；電動儀表調的是電位器，同樣也有一個等分刻度盤；這就是口訣中的“比例刻度盤”，但是實際工程中採用比例Kp和積分Ki係數較多，該比例度同Kp成反比，前文所述的積分時間同Ki成反比。

3.摘自《自動控制的故事》

連續控制和PID

無級可調或連續可調的空調機可以精確控制溫度，但開關控制不能再用了。家用空調機中，連續可調的不佔多數，但衝熱水淋浴是一個典型的連續控制問題，因為水龍頭可以連續調節水的流量。沖淋浴時，假定冷水龍頭不變，只調節熱水。那溫度高了，熱水關小一點；溫度低了，熱水開打一點。換句話說，控制作用應該向減少控制偏差的方向變化，也就是所謂負反饋。控制方向對了，還有一個控制量的問題。溫度高了1度，熱水該關小多少呢？

經驗告訴我們，根據具體的龍頭和水壓，溫度高1度，熱水需要關小一定的量，比如說，關小一格。換句話說，控制量和控制偏差成比例關係，這就是經典的比例控制規律：控制量=比例控制增益*控制偏差，偏差越大，控制量越大。控制偏差就是實際測量值和設定值或目標值之差。在比例控制規律下，偏差反向，控制量也反向。也就是說，如果淋浴水溫要求為40度，實際水溫高於40度時，熱水龍頭向關閉的方向變化；實際水溫低於40度時，熱水龍頭向開啟的方向變化。

但是比例控制規律並不能保證水溫能夠精確達到40度。在實際生活中，人們這時對熱水龍頭作微調，只要水溫還不合適，就一點一點地調節，直到水溫合適為止。這種只要控制偏差不消失就漸進微調的控制規律，在控制裡叫積分控制規律，因為控制量和控制偏差在時間上的累積成正比，其比例因子就稱為積分控制增益。工業上常用積分控制增益的倒數，稱其為積分時間常數，其物理意義是偏差恆定時，控制量加倍所需的時間。這裡要注意的是，控制偏差有正有負，全看實際測量值是大於還是小於設定值，所以只要控制系統是穩定的，也就是實際測量值最終會穩定在設定值上，控制偏差的累積不會是無窮大的。這裡再囉嗦一遍，積分控制的基本作用是消除控制偏差的餘差（也叫殘差）。

比例和積分控制規律可以應付很大一類控制問題，但不是沒有改進餘地的。如果水管水溫快速變化，人們會根據水溫的變化調節熱水龍頭：水溫升高，熱水龍頭向關閉方向變化，升溫越快，開啟越多；水溫降低，熱水龍頭向開啟方向變化，降溫越快，關閉越多。這就是所謂的微分控制規律，因為控制量和實際測量值的變化率成正比，其比例因子就稱為比例控制增益，工業上也稱微分時間常數。微分時間常數沒有太特定的物理意義，只是積分叫時間常數，微分也跟著叫了。微分控制的重點不在實際測量值的具體數值，而在其變化方向和變化速度。微分控制在理論上和實用中有很多優越性，但侷限也是明顯的。如果測量訊號不是很“乾淨”，時不時有那麼一點不大不小的“毛刺”或擾動，微分控制就會被這些風吹草動搞得方寸大亂，產生很多不必要甚至錯誤的控制訊號。所以工業上對微分控制的使用是很謹慎的。

比例-積分-微分控制規律是工業上最常用的控制規律。人們一般根據比例-積分-微分的英文縮寫，將其簡稱為PID控制。即使在更為先進的控制規律廣泛應用的今天，各種形式的PID控制仍然在所有控制迴路中佔85%以上。

PID整定

在PID控制中，積分控制的特點是：只要還有餘差（即殘餘的控制偏差）存在，積分控制就按部就班地逐漸增加控制作用，直到餘差消失。所以積分的效果比較緩慢，除特殊情況外，作為基本控制作用，緩不救急。微分控制的特點是：儘管實際測量值還比設定值低，但其快速上揚的衝勢需要及早加以抑制，否則，等到實際值超過設定值再作反應就晚了，這就是微分控制施展身手的地方了。作為基本控制使用，微分控制只看趨勢，不看具體數值所在，所以最理想的情況也就是把實際值穩定下來，但穩定在什麼地方就要看你的運氣了，所以微分控制也不能作為基本控制作用。比例控制沒有這些問題，比例控制的反應快，穩定性好，是最基本的控制作用，是“皮”，積分、微分控制是對比例控制起增強作用的，極少單獨使用，所以是“毛”。在實際使用中比例和積分一般一起使用，比例承擔主要的控制作用，積分幫助消除餘差。微分只有在被控物件反應遲緩，需要在開始有所反應時，及早補償，才予以採用。只用比例和微分的情況很少見。

連續控制的精度是開關控制所不可比擬的，但連續控制的高精度也是有代價的，這就是穩定性問題。控制增益決定了控制作用對偏差的靈敏度。既然增益決定了控制的靈敏度，那麼越靈敏豈不越好？非也。還是用汽車的定速巡航控制做例子。速度低一點，油門加一點，速度低更多，油門加更多，速度高上去當然就反過來。但是如果速度低一點，油門就狂加，導致速度高一點，油門再狂減，這樣速度不但不能穩定在要求的設定值上，還可能失控。這就是不穩定。所以控制增益的設定是有講究的。在生活中也有類似的例子。國民經濟過熱，需要經濟調整，但調整過火，就要造成“硬著陸”，引起衰退；衰退時需要刺激，同樣，刺激過火，會造成過熱。要達成“軟著陸”，經濟調整的措施需要恰到好處。這也是一個經濟動態系統的穩定性問題。

實際中到底多少增益才是最合適的，理論上有很多計算方法，但實用中一般是靠經驗和除錯來摸索最佳增益，業內行話叫引數整定。如果系統響應在控制作用後面拖拖沓沓，大幅度振盪的話，那一般是積分太過；如果系統響應非常神經質，動不動就打擺子，呈現高頻小幅度振盪的話，那一般是微分有點過分。中頻振盪當然就是比例的問題了。不過各個系統的頻率都是不一樣的，到底什麼算高頻，什麼算低頻，這個幾句話說不清楚，應了毛主席那句話：“具體情況具體分析”，所以就打一個哈哈了。

再具體說起來，引數整定有兩個路子。一是首先除錯比例增益以保證基本的穩定性，然後加必要的積分以消除餘差，只有在最必要的情況下，比如反映遲緩的溫度過程或容量極大的液位過程，測量噪聲很低，才加一點微分。這是“學院派”的路子，在大部分情況下很有效。但是工業界有一個“歪路子”：用非常小的比例作用，但大大強化積分作用。這個方法是完全違背控制理論的分析的，但在實際中卻是行之有效，原因在於測量噪聲嚴重，或系統反應過敏時，積分為主的控制規律動作比較緩和，不易激勵出不穩定的因素，尤其是不確定性比較高的高頻部分，這也是鄧小平“穩定壓倒一切”的初衷吧。

在很多情況下，在初始PID引數整定之後，只要系統沒有出現不穩定或效能顯著退化，一般不會去重新整定。但是要是系統不穩定了怎麼辦呢？由於大部分實際系統都是開環穩定的，也就是說，只要控制作用恆定不變，系統響應最終應該穩定在一個數值，儘管可能不是設定值，所以對付不穩定的第一個動作都是把比例增益減小，根據實際情況，減小1/3、1/2甚至更多，同時加大積分時間常數，常常成倍地加，再就是減小甚至取消微分控制作用。如果有前饋控制，適當減小前饋增益也是有用的。在實際中，系統性能不會莫名其妙地突然變壞，上述“救火”式重新整定常常是臨時性的，等生產過程中的機械或原料問題消除後，引數還是要設回原來的數值，否則系統性能會太過“懶散”。

對於新工廠，系統還沒有投運，沒法根據實際響應來整定，一般先估計一個初始引數，在系統投運的過程中，對控制迴路逐個整定。我自己的經驗是，對於一般的流量回路，比例定在0.5左右，積分大約1分鐘，微分為0，這個組合一般不致於一上來就出大問題。溫度迴路可以從2、5、0.05開始，液位迴路從5、10、0開始，氣相壓力迴路從10、20、0開始。既然這些都是憑經驗的估計，那當然要具體情況具體分析，不可能“放之四海而皆準”。

微分一般用於反應遲緩的系統，但是事情總有一些例外。我就遇到過一個小小的冷凝液罐，直徑才兩英尺，長不過5英尺，但是流量倒要8-12噸/小時，一有風吹草動，液位變化非常迅速，不管比例、積分怎麼調，液位很難穩定下來，常常是控制閥剛開始反應，液位已經到頂或到底了。最後加了0.05的微分，液位一開始變化，控制閥就開始抑制，反而穩定下來了。這和常規的引數整定的路子背道而馳，但在這個情況下，反而是“唯一”的選擇，因為測量值和控制閥的飽和變成穩定性主要的問題了。