2024年5月23日发(作者：靖尘)
1）比例系数
一般地，增大比例系数 将加快系统的响应
速度，在有静差系统 中有利于减小静差，但加大比
例系数能减小静差，却不能从根本上消除静差．而
且过大的比例系数会使系统产生超调，并产生振荡
或使振荡次数增多，使调节时间加长，并使系统稳
定性变坏或使系统变得不稳定．比例系数太小，又
会使系统的动作迟缓．
2)积分时间常数
一般地，积分控制通常与比例控制或比例微分
控制联合使用，构成 PI或 PID控制．增大积分时间
常数 (积分变弱)有利于减小超调，减小振荡，使
系统更稳定，但同时要延长系统消除静差的时间．
积分时间常数太小会降低系统的稳定性，增大系统
的振荡次数．
3)微分时间常数
一般地，微分控制也和比例控制和比例积分控
制联合使用，组成 PD或 PID控制．微分控制可改
善系统的动态特性，如减小超调量，缩短调节时间，
允许加大比例控制，使稳态误差减小，提高控制精
度．但应当注意，微分时间常数 偏大或偏小时，
系统的超调量仍然较大，调节时间仍然较长，只有
合适的微分时间常数，才能获得比较满意的过渡过
程．此外，微分作用也使得系统对扰动变得敏感．
从 PID控制器的3个参数的作用可以看出 3
个参数直接影响控制效果的好坏，所以要取得较好
的控制效果，就必须对比例、积分、微分 3种控制作
用进行调节．总之，比例主要用于偏差的“粗调”，
保证控制系统的“稳”；积分主要用于偏差的“细
调”，保证控制系统的“准”；微分主要用于偏差的
“细调”，保证控制系统的“快”．
、在偏差比较大时，为使尽快消除偏差，提高响应速度，同时为了避免
系统响应出现超调，Kp
取大值，Ki取零；在偏差比较小时，为继续减小偏差，并防止超调过
大、产生振荡、稳定性变坏，
Kp值要减小，Ki取小值；在偏差很小时，为消除静差，克服超调，使系
统尽快稳定，Kp值继续
减小，Ki值不变或稍取大。
2、当偏差与偏差变化率同号时，被控量是朝偏离既定值方向变化。因
此，当被控量接近定值
时，反号的比列作用阻碍积分作用，避免积分超调及随之而来的振荡，
有利于控制；而当被控量远未接近各定值并向定值变化时，则由于这两
项反向，将会减慢控制过程。在偏差比较大时，偏差变化率与偏差异号
时，Kp值取零或负值，以加快控制的动态过程。
3、偏差变化率的大小表明偏差变化的速率，e －e 越大，Kp取值越
小，Ki取值越大，反
之亦然。同时，要结合偏差大小来考虑。
4、微分作用可改善系统的动态特性，阻止偏差的变化，有助于减小超
调量，消除振荡，缩短
调节时间t ，允许加大 Kp，使系统稳态误差减小，提高控制精度，达
到满意的控制效果。所以，s
在e 比较大时，Kd取零，实际为 PI 控制；在e 比较小时，Kd取一正
值，实行 PID控制。
在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后
根据调节效果修改。
对于温度系统：P（%）20--60，I（分）3--10，
D（分）0.5--3
对于流量系统：P（%）40--100，I（分）0.1--1
对于压力系统：P（%）30--70，I（分）0.4--3
对于液位系统：P（%）20--80，I（分）1--5
参数整定找最佳，从小到大顺序查
先是比例后积分，最后再把微分加
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
下面以PID调节器为例，具体说明经验法的整定步
骤：
【1】让调节器参数积分系数S0=0，实际微分系数
k=0，控制系统投入闭环运行，由小到大改变比例
系数S1，让扰动信号作阶跃变化，观察控制过程，
直到获得满意的控制过程为止。
【2】取比例系数S1为当前的值乘以0.83，由小到
大增加积分系数S0，同样让扰动信号作阶跃变化，
直至求得满意的控制过程。
【3】积分系数S0保持不变，改变比例系数S1，观
察控制过程有无改善，如有改善则继续调整，直到
满意为止。否则，将原比例系数S1增大一些，再调
整积分系数S0，力求改善控制过程。如此反复试
凑，直到找到满意的比例系数S1和积分系数S0为
止。
【4】引入适当的实际微分系数k和实际微分时间
TD，此时可适当增大比例系数S1和积分系数S0。和
前述步骤相同，微分时间的整定也需反复调整，直
到控制过程满意为止。
注意：仿真系统所采用的PID调节器与传统的工业
PID调节器有所不同，各个参数之间相互隔离，互
不影响，因而用其观察调节规律十分方便。
PID参数是根据控制对象的惯量来确定的。大惯量
如：大烘房的温度控制，一般P可在10以上,I=3-
10,D=1左右。小惯量如：一个小电机带
一水泵进行压力闭环控制，一般只用PI控制。P=1-
10,I=0.1-1,D=0,这些要在现场调试时进行修正
的。
我提供一种增量式PID供大家参考
△U(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2)
A=Kp(1+T/Ti+Td/T)
B=Kp(1+2Td/T)
C=KpTd/T
T采样周期 Td微分时间 Ti积分时间
用上面的算法可以构造自己的PID算法。
U（K）=U（K-1）+△U（K）
2024年5月23日发(作者：靖尘)
1）比例系数
一般地，增大比例系数 将加快系统的响应
速度，在有静差系统 中有利于减小静差，但加大比
例系数能减小静差，却不能从根本上消除静差．而
且过大的比例系数会使系统产生超调，并产生振荡
或使振荡次数增多，使调节时间加长，并使系统稳
定性变坏或使系统变得不稳定．比例系数太小，又
会使系统的动作迟缓．
2)积分时间常数
一般地，积分控制通常与比例控制或比例微分
控制联合使用，构成 PI或 PID控制．增大积分时间
常数 (积分变弱)有利于减小超调，减小振荡，使
系统更稳定，但同时要延长系统消除静差的时间．
积分时间常数太小会降低系统的稳定性，增大系统
的振荡次数．
3)微分时间常数
一般地，微分控制也和比例控制和比例积分控
制联合使用，组成 PD或 PID控制．微分控制可改
善系统的动态特性，如减小超调量，缩短调节时间，
允许加大比例控制，使稳态误差减小，提高控制精
度．但应当注意，微分时间常数 偏大或偏小时，
系统的超调量仍然较大，调节时间仍然较长，只有
合适的微分时间常数，才能获得比较满意的过渡过
程．此外，微分作用也使得系统对扰动变得敏感．
从 PID控制器的3个参数的作用可以看出 3
个参数直接影响控制效果的好坏，所以要取得较好
的控制效果，就必须对比例、积分、微分 3种控制作
用进行调节．总之，比例主要用于偏差的“粗调”，
保证控制系统的“稳”；积分主要用于偏差的“细
调”，保证控制系统的“准”；微分主要用于偏差的
“细调”，保证控制系统的“快”．
、在偏差比较大时，为使尽快消除偏差，提高响应速度，同时为了避免
系统响应出现超调，Kp
取大值，Ki取零；在偏差比较小时，为继续减小偏差，并防止超调过
大、产生振荡、稳定性变坏，
Kp值要减小，Ki取小值；在偏差很小时，为消除静差，克服超调，使系
统尽快稳定，Kp值继续
减小，Ki值不变或稍取大。
2、当偏差与偏差变化率同号时，被控量是朝偏离既定值方向变化。因
此，当被控量接近定值
时，反号的比列作用阻碍积分作用，避免积分超调及随之而来的振荡，
有利于控制；而当被控量远未接近各定值并向定值变化时，则由于这两
项反向，将会减慢控制过程。在偏差比较大时，偏差变化率与偏差异号
时，Kp值取零或负值，以加快控制的动态过程。
3、偏差变化率的大小表明偏差变化的速率，e －e 越大，Kp取值越
小，Ki取值越大，反
之亦然。同时，要结合偏差大小来考虑。
4、微分作用可改善系统的动态特性，阻止偏差的变化，有助于减小超
调量，消除振荡，缩短
调节时间t ，允许加大 Kp，使系统稳态误差减小，提高控制精度，达
到满意的控制效果。所以，s
在e 比较大时，Kd取零，实际为 PI 控制；在e 比较小时，Kd取一正
值，实行 PID控制。
在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后
根据调节效果修改。
对于温度系统：P（%）20--60，I（分）3--10，
D（分）0.5--3
对于流量系统：P（%）40--100，I（分）0.1--1
对于压力系统：P（%）30--70，I（分）0.4--3
对于液位系统：P（%）20--80，I（分）1--5
参数整定找最佳，从小到大顺序查
先是比例后积分，最后再把微分加
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
下面以PID调节器为例，具体说明经验法的整定步
骤：
【1】让调节器参数积分系数S0=0，实际微分系数
k=0，控制系统投入闭环运行，由小到大改变比例
系数S1，让扰动信号作阶跃变化，观察控制过程，
直到获得满意的控制过程为止。
【2】取比例系数S1为当前的值乘以0.83，由小到
大增加积分系数S0，同样让扰动信号作阶跃变化，
直至求得满意的控制过程。
【3】积分系数S0保持不变，改变比例系数S1，观
察控制过程有无改善，如有改善则继续调整，直到
满意为止。否则，将原比例系数S1增大一些，再调
整积分系数S0，力求改善控制过程。如此反复试
凑，直到找到满意的比例系数S1和积分系数S0为
止。
【4】引入适当的实际微分系数k和实际微分时间
TD，此时可适当增大比例系数S1和积分系数S0。和
前述步骤相同，微分时间的整定也需反复调整，直
到控制过程满意为止。
注意：仿真系统所采用的PID调节器与传统的工业
PID调节器有所不同，各个参数之间相互隔离，互
不影响，因而用其观察调节规律十分方便。
PID参数是根据控制对象的惯量来确定的。大惯量
如：大烘房的温度控制，一般P可在10以上,I=3-
10,D=1左右。小惯量如：一个小电机带
一水泵进行压力闭环控制，一般只用PI控制。P=1-
10,I=0.1-1,D=0,这些要在现场调试时进行修正
的。
我提供一种增量式PID供大家参考
△U(k)=Ae(k)-Be(k-1)+Ce(k-2)
A=Kp(1+T/Ti+Td/T)
B=Kp(1+2Td/T)
C=KpTd/T
T采样周期 Td微分时间 Ti积分时间
用上面的算法可以构造自己的PID算法。
U（K）=U（K-1）+△U（K）