控制器参数怎么调整？

p:比例增益；I:整合时间；d:时差

在工程实践中，应用最广泛的调节器控制规律是比例、积分和微分控制，简称PID控制，也称为PID调节。

当不能完全掌握被控对象的结构和参数，或不能得到精确的数学模型，而控制理论的其他技术又难以采用时，系统控制器的结构和参数必须靠经验和现场调试来确定，所以应用PID控制技术最为方便。即当我们对一个系统和被控对象不完全了解，或者无法通过有效测量得到系统参数时，PID控制技术是最适合的。

PID控制，其实也有PI和PD控制。PID控制器是根据系统误差，利用比例、积分和微分来计算控制量进行控制。

比例(p)控制:

比例控制是最简单的控制方法。控制器的输出与输入误差信号成比例。当只有比例控制时，系统输出中存在稳态误差。

积分(I)控制:

在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成比例。对于一个自动控制系统来说，如果进入稳态后出现稳态误差，那么这个控制系统就称为有稳态误差的系统。为了消除稳态误差，必须在控制器中引入一个“积分项”。积分项对的误差取决于对时间的积分，积分项会随着时间的增加而增加。这样，即使误差很小，积分项也会随着时间的增加而增加，从而推动控制器的输出增加，进一步减小稳态误差，直至等于零。因此，比例+积分(PI)控制器可以使系统进入稳态后无稳态误差。

差动(d)控制:

在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比。在克服误差的调节过程中，自动控制系统可能会振荡甚至变得不稳定。原因是存在惯性大的分量(环节)或有延迟的分量，可以抑制误差，它们的变化总是滞后于误差的变化。解决方法是“引”误差抑制效果的变化，即当误差接近零时，误差抑制效果应该为零。也就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的。比例项的作用只是放大误差的幅度，现在需要增加的是“微分项”，可以预测误差变化的趋势。这样，比例+微分的控制器可以提前使抑制误差的控制功能等于零甚至为负，从而避免被控量的严重超调。因此，对于大惯性或大滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器可以改善系统在调节过程中的动态特性。

PID控制器的参数整定；

PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。根据被控过程的特点，确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间。PID控制器参数整定的方法有很多种，可以归纳为两大类:一类是理论计算整定法。它主要是根据系统的数学模型，通过理论计算来确定控制器参数。用这种方法得到的计算数据不能直接使用，必须通过工程实践进行调整和修正。二是工程整定法，主要依靠工程经验，直接在控制系统的测试中进行。该方法简单易掌握，在工程实践中应用广泛。

PID控制器参数的工程整定方法主要有临界比例法、响应曲线法和衰减法。三种方法各有特点，相似之处都是通过实验，然后根据工程经验公式调整控制器的参数。但无论采用哪种方法，控制器的参数都需要在实际运行中最终调整和完善。目前一般采用临界比例法。使用该方法整定PID控制器参数的步骤如下:

(1)首先，预选一个足够短的采样周期，使系统工作；

(2)只加比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下此时的比例放大倍数和临界振荡周期。

(3)在一定的控制程度下，通过公式计算得到PID控制器的参数。

如果反馈达到一个给定值，要经过多次振荡才能稳定或者根本不能稳定，那么可能是比例增益太大，积分时间太短。调整时，应先降低比例增益，再增加积分时间。如果增加积分时间后响应过慢，则不宜增加积分时间，而应继续调整比例增益。在微分功能的情况下，微分时间d可以增加。

如果反馈跟不上给定值，上升速度慢，就要考虑是不是增益太小，积分时间太长。如果预设的比例增益和积分时间较大，首先考虑减少积分时间；如果原来预设的比例增益不大，首先要考虑增加比例增益；如果控制系统有微分环节，微分时间可以适当增加。