深入探讨PID控制参数含义

要是PID控制取得好的效果，关键是选定PID控制参数。要选定这些参数，首先要是对这些参数的物理意义有所了解。

参数M，偏差为零时的控制值，即系统平衡时所要求的控制输出。可依系统静态特性确定。

参数T采样周期，即计算式（4-2）的时间间隔。此值太大，式（4-2）将无法正确地反映式（4-1）。太小，则增加计算工作量，影响控制的即时性。为了不失真，依采样定理要求，它的倒数，即采样频率一般应大或等于系统最大频率的两倍。困难的是这个系统最大频率也不好确定。在无法确定系统最大频率的情况下，应尽可能取得小些。

参数T_i，积分常数，此值小，积分作用增强，但有可能影响系统的稳定；太大，稳定性好，但积分作用弱。有否积分作用，不仅决定于当前偏差存在与否，还与偏差的历史有关。正是有了这个积分作用，才能消除静差。

参数T_d，微分常数，此值大，将增强微分作用；小，微分作用弱。微分作用加入，使得偏差刚产生，或增大时，增强控制作用，可加速缩小偏差；而偏差减少时，将减弱控制作用，可防止超调，增加系统的稳定性。虽然如此，但不是说微分作用越强越好。事实上，微分作用太强，也不利于噪声干扰的抑制，也会引起相应的振荡。有时，微分作用还被众多控制工程师认为是缺陷多于优点。因此，常要对太强的微分作用加以限制。

参数k，比例作用，也即整个控制作用的放大倍数。此值大，将增强偏差的控制作用，减少控制误差。但有可能影响系统的稳定，以至于使系统出现振荡；太小，稳定性好，但控制作用弱，减少控制误差的时间将加长。比例作用，有的用比例带（或比例度）δ表示，δ与放大系数k的关系为倒数关系。即：(www.xing528.com)

δ=1/k

PID三项可作组合，简单系统可仅用P，复杂一点的可用PI，再复杂的这三项可都用。PID作用由比例作用（P），积分作用（I）和微分作用（D）共同组成。

图4-40分别示出，当设定值从0突变到x时，在比例（P）作用、比例积分（PI）作用和比例积分微分（PID）作用下，被调量y变化的过渡过程。可以看出，比例积分微分作用效果为最佳，能迅速地使y达到设定值x。比例积分作用则需要稍长的时间。比例作用则最终达不到设定值，而有余差。

图4-40 控制特性