西门子代理6ES7314-6CG03-0AB0

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要用好PID调节，搞清楚PID的计算公式和PID参数的意义是很有必要的。下面是PID的公式：

    式中误差信号e(t)=SP(t)–PV(t)，M(t)是PID控制器的输出值，Kc是控制器的增益（比例系数），Ti和Td分别是积分时间和微分时间，Minitial是M(t)的初始值，实际上是积分的初始值。

    PID公式的前3项分别与误差、误差的积分和误差的导数成正比。

    微分、积分是高等数学的概念，建议没有学过高等数学的网友至少要搞清楚微分和积分的几何意义，这对深入理解PID参数的意义有很大的帮助。

    积分对应于下图中误差曲线e(t)与坐标轴包围的面积（图中的灰色部分）。PID程序是周期性执行的，执行PID程序的时间间隔为Ts（即PID控制的采样周期）。我们只能使用连续的误差曲线上间隔时间为Ts的一些离散的点的值来计算积分，因此不可能计算出准确的积分值，只能对积分作近似计算。

    一般用下图中的矩形面积之和来近似精 确积分。当Ts较小时，积分的误差不大。

    在误差曲线e(t)上作一条切线（见下图），该切线与x轴正方向的夹角α的正切值tgα即为该点处误差的一阶导数de(t)/dt。PID控制器输出表达式中的导数用下式来近似：

    de(t)/dt≈Δe(t)/Δt=[e(n)-e(n-1)]/Ts，式中e(n)是第n次采样时的误差值，e(n-1)是第n-1次采样时的误差值。

    PID调节是目前应用泛调节控制规律，P比例、I积分、D微分控制，简称PID控制。

    比例控制是一种简单的控制方式。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。

    积分调节可以使系统消除稳态误差。系统如果在进入稳态后存在稳态误差，就必须引入“积分项”。比例+积分(PI)控制可以使系统在进入稳态后无稳态误差。

    微分作用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。。对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分（PD）控制能改善系统在调节过程中的动态特性。

    这是摘录的一个PID参数调整的口诀，以供大家学习参考：

    参数整定找，从小到大顺序查

    先是比例后积分，后再把微分加

    曲线振荡很频繁，比例度盘要放大

    曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳

    曲线偏离回复慢，积分时间往下降

    曲线波动周期长，积分时间再加长

    曲线振荡频率快，先把微分降下来

    动差大来波动慢。微分时间应加长

    理想曲线两个波，前高后低4比1

    一看二调多分析，调节质量不会低。

    这个顺口溜流传甚广，我觉得可操作性很低（也可能是我的悟性不够），我有很多疑问：

    “从小到大顺序查“，查什么？

    一定要”先是比例后积分“吗？直接用PI不好吗？

    “曲线振荡很频繁”，是指振荡频率高还是振荡次数多？

    什么是”比例度盘“？

    ”曲线漂浮绕大湾“什么意思？是指超调量大吗？还是上升缓慢？

    ”曲线波动周期长“的周期是震荡周期吗？还是过度过程时间长？

    振荡频率和微分关系大吗？微分的主要作用是什么？

    “理想曲线两个波”，一个波是180度还是360度？两个波是理想曲线，下图的PV曲线理不理想？

    我用过S7-200和S7-200SMART的PID调节控制面板和PID参数自整定功能，被控制对象采用我编写的子程序来模拟。被控对象的参数如下：增益为3.0，两个惯性环节的时间常数为5s和2s。

    下面是自整定之前的曲线，超调量太大：

    下面是整定过程的曲线：

    下面是整定得到的参数的曲线：

    下面是另一组整定前的参数的曲线，过程变量PV曲线上升太慢：

    虽然整定前两组PID参数相差很远，两次整定后得到PID参数差不多，使用整定得到的PID参数的曲线形状也差不多。

    我觉得西门子的PID参数自整定是很好用的。

    要用好PID调节，搞清楚PID的计算公式和PID参数的意义是很有必要的。下面是PID的公式：