阶跃响应法和临界比例带法的PID最佳整定步骤

PID参数常见整定方法的最佳整定方法有有临界比例度法、衰减曲线法、阶跃响应法和经验法，PID参数的最佳整定方法有阶跃响应法和临界比例带法两种。本文对阶跃响应法和临界比例带法的PID最佳整定步骤做详细介绍。
基于阶跃响应法的PID最佳整定步骤
1、将PID调节器设定为手动模式，稳定测量值。
2、测量值稳定后，在手动模式下阶段性地增大（或减小）输出信号，如下图所示记录流程响应数据，直到测量值稳定。

如上图所示，在流程响应数据中画上切线，求得过程增益Kp=△PV/△MV、死区时间L、延迟时间（时间常数）T。把△PV设定为100%，延迟时间Tˊ（=T）为响应达到63.2%的时间。
3、基于响应数据，通过下表求出PID参数后，利用PID调节器参数自整定确认控制结果。
Ziegler Nichols的最佳PID参数

控制动作	比例带	积分时间	微分时间
PI	110×Kp×L/T	3.3×L	—
PID	83×Kp×L/T	2.0×L	0.5 x L

基于临界比例度法的PID最佳整定步骤
在实际过程中无法得到阶段性响应数据时，采用此方法。
1、先将P、I设定为最大，D设定为最小，然后选择自动模式。
2、将P（增加调节增益）逐渐调小，到测量值开始振荡之前停止。
3、将I从最大逐渐减小，到测量值开始振荡之前停止。
4、将D从最小逐渐增大，到测量值开始振荡之前停止。
5、再次微调P，到测量值开始振荡之前停止。
[补充说明]
1、在串级控制回路中，先对副调节器的PID参数进行最佳整定后，再对主调节器进行最佳整定。
2、多个控制回路间相互干扰时，一方面进行最佳PID参数整定，另一方面需要降低调节灵敏度。
3、响应较快的流量控制、压力控制、液位控制通常使用PI控制，响应慢的温度控制及分析仪控制则使用PID控制。