控制回路的诊断与 PID参数的整定戴连奎浙江大学智能系统与决策研究所
2000/11/16
基本调节回路的诊断
将控制器置于“手动”方式，人为改变控制器的输出信号（遥控），检测现场调节阀阀杆是否上下移动；
如果阀杆上下移动自如，检查相关流量 /压力等测量信号是否随之变化。若变化很小，则检查测量信号是否正常，或者调节阀上游阀和下游阀是否全开，或者旁路阀是否关闭；
如果调节阀灵活，而且相关被控信号可随之变化。则可进入单回路 PID控制器的参数整定,
常见的现场执行机构 调节阀上游阀 下游阀旁路阀控制器输出响应测试
t
t
0
u ( k )
y ( k )
y
0
y
1
u
0
u
1
T
0
T
1
（ 1）手动改变控制器的输出信号 u(k)，
观察被控变量 y(k)的变化过程。
（ 2）由阶跃响应曲线得到对象基本特征参数 。
对象特征参数的获得
m i nm a x
01
m i nm a x
01
uu
uu
yy
yyK
p
01 TTT s
Kp(稳态增益 )：
Ts (开环过渡过程时间 )：
其中 umax,umin与 ymax,ymin为输入输出的量程上下限；
若巳归一化，则 umax－ umin =1,ymax－ ymin =1。
PID参数的整定原则
PID参数初始值的选择：
Kc = 1/Kp； Ti = Ts /2； Td = 0
将上述 PID控制器投入,Auto” （ 自动）
方式，并适当改变控制回路的设定值，
观察控制系统跟踪性能。若响应过慢，
而且无超调存在，则适当加大 KC值，
例如增大到原来的两倍；反之，则减小 KC值。
串级系统的 PID参数整定
PID2 对象2 对象1
u ( k )y sp 2
PID1
y sp 1 y 2 ( k ) y 1 ( k )
按照上述原则整定好 PID2； 为提高系统的稳定性，内回路以无明显超调为宜。
以内回路的设定值 ysp2作为操作变量 u(k),以外回路输出 y1(k)为被控变量，进行响应试验。
由此获得广义对象的特征参数 Kp与 Ts。
再按上述原则以确定 PID1的参数。
2000/11/16
基本调节回路的诊断
将控制器置于“手动”方式，人为改变控制器的输出信号（遥控），检测现场调节阀阀杆是否上下移动；
如果阀杆上下移动自如，检查相关流量 /压力等测量信号是否随之变化。若变化很小，则检查测量信号是否正常，或者调节阀上游阀和下游阀是否全开，或者旁路阀是否关闭；
如果调节阀灵活，而且相关被控信号可随之变化。则可进入单回路 PID控制器的参数整定,
常见的现场执行机构 调节阀上游阀 下游阀旁路阀控制器输出响应测试
t
t
0
u ( k )
y ( k )
y
0
y
1
u
0
u
1
T
0
T
1
（ 1）手动改变控制器的输出信号 u(k)，
观察被控变量 y(k)的变化过程。
（ 2）由阶跃响应曲线得到对象基本特征参数 。
对象特征参数的获得
m i nm a x
01
m i nm a x
01
uu
uu
yy
yyK
p
01 TTT s
Kp(稳态增益 )：
Ts (开环过渡过程时间 )：
其中 umax,umin与 ymax,ymin为输入输出的量程上下限；
若巳归一化，则 umax－ umin =1,ymax－ ymin =1。
PID参数的整定原则
PID参数初始值的选择：
Kc = 1/Kp； Ti = Ts /2； Td = 0
将上述 PID控制器投入,Auto” （ 自动）
方式，并适当改变控制回路的设定值，
观察控制系统跟踪性能。若响应过慢，
而且无超调存在，则适当加大 KC值，
例如增大到原来的两倍；反之，则减小 KC值。
串级系统的 PID参数整定
PID2 对象2 对象1
u ( k )y sp 2
PID1
y sp 1 y 2 ( k ) y 1 ( k )
按照上述原则整定好 PID2； 为提高系统的稳定性，内回路以无明显超调为宜。
以内回路的设定值 ysp2作为操作变量 u(k),以外回路输出 y1(k)为被控变量，进行响应试验。
由此获得广义对象的特征参数 Kp与 Ts。
再按上述原则以确定 PID1的参数。
