PID引數整定作為自動調節系統的重要一環，關鍵體現在整定二字。在自動專業衡量PID整定水平，一是會不會投自動、二是會不會整定引數。PID引數整定過程表面看貌似很難挺複雜，但只要方法正確苦下功夫，觀察分析再總結，由淺入深是能學會如何投好簡單的自動。想複雜自動投好，瞭解PID最基本最本質的原理，其次就是多學習多跟執行人員交流。

PID引數整定中PID是什麼？有什麼作用？

PID引數整定中的P指比例度，作用消除擾動。I指積分，作用消除餘差。D指微分，改進控制性能，也可以理解為超前控制。對於前兩者P、I越大且強度越弱，反之越強。或者D越小強度越弱，反之越強。

PID引數整定過程中，影響控制性能的因素。

現場儀表感測器測量精度及速度，MV（設定值）變數精度及速度，控制器資料處理精度，被控物件及擾動特性，MV與PV組合合不合理，最後是PID引數。這些因素沒有得到適當解決，再怎麼投自動，PID引數整定很難達到較理想狀態。

觀察曲線並收集曲線，在單迴路控制。設定值，是比較判斷依據。被調量波動曲線，PID輸出曲線。複雜迴路控制，如串級控制迴路。在單迴路控制基礎上還要副調節的被調量曲線及PID輸出。

PID引數整定，看看整定口訣！

上面的口訣只有不斷實踐去演練總結，才能正真體會其中奧秘。從自動專業書籍可瞭解到，整定引數方法有理論計算跟經驗湊試法兩種，由於前者計算量大對初學者和數學底子薄弱人難度較大，計算效果還要不斷修正，因此實際應用中很少用理論計算法。於是經驗湊試法成為工業自動化控制中PID引數整定主要方法。經驗湊試法是簡單調節系統應用最廣泛的整定方法，透過引數預先設定和反覆湊試來實現。列舉四類被調引數的一般調節範圍。這不是唯一的，在實際情況中，被調引數也可能超出此範圍。最終所整定的系統，它的調節效果應該是被調量波動小且平穩，擾動過來後其被調量的波動程較明顯的兩個波峰或波谷，前高後低。調節系統整定，不容易看到週期，也就是曲線沒有明顯的週期特徵，這樣的話說明PID引數整定相當不錯！

如何通俗地解釋PID引數整定？

答:首先宣告，本人的水平有限。對於PID的定義只能夠用通俗的語句來說一下。敬請諒解！

在工業自動控制系統中，一些儀器儀表都採用了先進的微電腦晶片及技術。在閉環自動控制電路都是基於反饋，它主要包括三個部分組成；①是比例測量，②是比較運算，③是驅動執行。由於這些引數的整定僅僅只需要透過儀表的面板鍵的設定，便可以使儀表與各類感測器、變送器等匹配配套使用。

要解釋PID引數整定的作用，首先得了解什麼是PID？

PID控制是自動控制系統中的一種取樣、比較、運算的反饋迴路部件，它由單元P(比例帶prportion)、積分時間(integral)、微分時間(derivative)組成。它是一種比較成熟的智慧控制計算方法，對於大多數控制物件有較強的適應能力，其多項故障控制策略，可以對儀器儀表的控制誤差進一步減小，達到一定的精度控制。

下面通俗的說一下PID引數整定的意義；

P:比例帶。在PID控制器調節中，輸出控制量的大小與測量值和設定值之間的偏差成正比，偏差越大，輸出越大，儀表的比例引數P的設定值越大，控制的靈敏度越低，穩定性越高。P的設定值越小，靈敏度越高，穩定性越低。所以我們在各種儀表的PID引數整定設定的時候，要首先知道PID引數設定中的P的選項及設定範圍，才能夠比較合適的設定P的引數值。

I:積分時間。積分運算的目的是為了消除靜態誤差，此時只要偏差存在，積分的作用是將控制量向使偏差消除的方向移動。積分時間是表示積分強度的單位，儀器儀表設定的積分時間越短，儀表的積分作用越強。例如儀表的積分時間設定為200S，表示對當前固定的偏差，積分作用的輸出達到和比例作用相同的輸出量要用到200S時間。

D:微分時間。積分的作用是對控制的結果的修正，動作頻率響應速度較慢，這時候，微分的作用就是為了彌補消除其積分時間的不足或者說是缺點而進行補充的。微分作用是根據偏差產生的速度對輸出量進行修正的，它使控制過程儘快回到原來的控制狀態，微分時間是表示微分強度的單位，儀表設定的微分時間越長，則表示儀表的微分作用對控制量的修正越強。

由以上可以清楚看到，將比例作用的快速性，積分時間作用的徹底性，微分時間作用的超前性這三項的優點結合起來，就構成了較為理想的PID調節器。

學習PID，得靠自己平時去多看書學習，這些東西完全靠死記硬背，真正理解其中的含義。這樣才能夠熟練的操作工業自動化中的儀器儀表的PID調節器的合理引數整定與正確使用，它根本沒有捷徑可走。

以上為個人觀點僅供參考。

知足常樂於上海2018.8.19日

看到這個問題，本人感覺很糾結。PID如果通俗的講，有些比較精通它的朋友不屑一顧，如果按嚴謹的程式去講，對於那些剛入門的朋友有會造成心裡的恐慌。不管怎樣，本人還是認為，學習知識都是一個由淺入深，由少積多的過程，，態度一定要端正，思維一定要嚴謹。

對於P對應的比例控制，I對應的積分控制，D對應的微分控制，在此就不再贅述，下面把PID引數整定作以講解。

在整定PID控制器引數時，可根據控制器引數與系統動態效能和穩態效能之間的定性關係，對控制器引數進行實驗調整。經驗豐富的偵錯程式通常可以。快速獲得了滿意的除錯結果。除錯中最重要的問題是，當系統性能不能令人滿意時，需要調整哪個引數，以及該引數是增加還是減少。為了減少需要整定的引數，可以首先使用PI控制器。

為了保證系統的安全性，在除錯開始時應設定較為保守的引數，如比例係數不宜過大，積分時間不宜過長。體積小，以避免系統不穩定或過度超調的異常情況。在給定階躍訊號的情況下，根據被控變數的輸出波形，得到系統的效能資訊，如超調量和調整時間等。

根據PID引數與系統性能的關係，對PID引數進行反覆調整。一種。如果階躍響應的超調量過大，則只能透過多次振盪才能達到穩定或根本不穩定。降低比例係數，增加積分時間。如果階躍響應沒有超調，但控制量上升得太慢。速度慢，過渡時間過長，引數應向相反方向調整。一種。如果誤差消除速度較慢，則可以適當縮短積分時間，增強積分效果。

下面是一個簡單的示例：

1)假設我們所面對的系統是一個簡單的水箱。我們需要從空罐裡注入水，直到我們達到一定的高度。您可以控制的變數是注水龍頭的開關大小。所以這個簡單的數學模型。對於這個簡單的系統，我們甚至可以用一個比例連結來控制它。簡單地說，距離預定高度較遠時，儲罐液位應較大，而在接近時，儲罐液麵應較小。當液麵接近預定高度時，逐漸關閉水龍頭。此時，水龍頭的大小代表水龍頭的厚度(即，假設水龍頭開度與誤差成正比，則輸出對液位誤差的敏感度)。調節越粗，系統響應越快，即“增加比例係數通常會加速系統的響應”。圖片如下：

2)假設我們的水箱不僅是一個水的容器，而且是一個持續和穩定的水供應給使用者。然後，系統的數學模型需要新增一個附加專案：這裡是一個正常數。此時我們。研究發現，如果控制器只有一個比例環節，那麼當系統穩定時，就會發生比例環節。當系統穩定時，液麵總是比期望的高度小一點，也就是穩定性。狀態錯誤或靜態錯誤。這個時間是固定的，那麼當然越大，越小。這就是所謂的比例係數P的增加，在靜態誤差的情況下，有利於減小靜態誤差。圖片如下：

重要的是，變化訊號的變化率只能是一個常數。當我們呼叫斜率訊號時，當變化率也是時間的函式時，我們的PID不能處理它。因為它在我們的控制器裡。這裡只有一個一階微分，而且在求導後，訊號束是不可能改變的。另一個問題是，它是一個線性控制器，但我們的實際系統具有非線性的特性，所以只能是一定的水平。換句話說，平衡點及其鄰近區域的使用很可能只有一個很小的區域，一旦超過，這個系統就會崩潰。總之，對於線性好、輸入不超過斜率的系統，PID控制器是一種簡單實用的控制器。