若需引入D作用，Td按0.5o，或(0.250.5)Ti计算，这时可将 调到原来的数值（或更小一些），再将Td由小到大调整，直 到过渡过程曲线达到满意为止。 经验整定法二：
先根据表4-3选取Ti和Td，通常取Td=(1/3～1/4 )Ti ，然后对进行反复凑试 直至得到满意的结果。如果开始时和设置得不合适，则有可能得不到要求 的理想曲线。这时应适当调整和再重新凑试，使曲线最终符合控制要求。
PI控制器：
1 1 1 [0.9( / T ) 0.082] 0 K 0 2 [3.33( / T ) 0.3( / T ) ] T 0 0 I 1 2.2( T0 ) T0
§4.3控制器参数整定——三种常用工程整定方法的比
较
临界比例度法、衰减曲线法、反应曲线法都属于工程整定方法， 共同点是通过试验获取某些特征参数，然后再按照工程经验公式 计算控制器的整定参数； 不同点： 临界比例度法和衰减曲线法都是闭环整定方法，依赖系统在某种 运行状况下的特征参数都控制器参数进行整定，不需要掌握被控 过程的数学模型； 临界比例度法不适用于生产过程中不能反复振荡试验、对比例调 节是本质稳定的被控系统；在做衰减比较大的试验时，衰减曲线 法观测数据很难准确确定，不适用于过程变化快的系统；
经验法 衰减曲线法 临界比例度法
响应曲线法
自整定法：对运行中的系统进行整定
1、经验整定法
实质上是经验试凑法，是工程人员在长期生产实践中总结出来的 不需计算和实验，而是根据经验，先确定一组控制器参数（如表4-3 中所示），并将系统投运，然后人为加入干扰（改变设定值）观察 过渡过程曲线，根据各种控制作用对过渡过程的不同影响来改变相 应的控制参数值，进行反复凑试，直到获得满意的控制质量为止。
§4.3控制器参数整定
概念： 确定调节器的比例度δ、积分时间TI和微分时间TD。 其实质是通过改变调节器的参数，以改变系统的动态和静 态指标，使系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要 求，争取最佳控制效果。 对数频率特性法 理论计算整定方法 根轨迹法 需要知道数学模型 方法有： 工程整定法
不需要事先知道过程的 数学模型，可直接在系 统中进行现场整定，比 较简单（广泛使用）
表4-3 控制器参数经验数据
被控变量 流 温 压 液 量 度 力 位
规律的选择 要短；不用微分 要长； 一般需加微分 对象的容量滞后不算大 一般不加微分 可在一定范围内选取 一般不用微分
(%) 40～100 20～60 30～70 20～80
（min） （min） 0.3～1 3～10 0.4～3 0.5～3
③按先P，后I，最后D的操作程序，将控制器整定参数调到计算 值上；观察其运行曲线，作进一步调整。
临界比例度法：受到一定的限制。如有些系统不允许进行反复振荡试验；如时间 常数较大的单容过程，采用比例控制时根本不可能出现等幅振荡。 过程特性不同，整定得到的控制器参数不一定能获得满意结果。如无自衡特性过 程，整定参数往往会使系统响应的衰减率偏大（即ψ>0.75）；有自衡特性的高 阶等容过程，整定参数使系统衰减率偏小（即ψ<0.75）。
PID控制器：
1 1 1 [1.35( / T ) 0.27] 0 K 0 TI [2.5( / T0 ) 0.5( / T0 ) 2 ] 1 0.6( / T0 ) T0 TD 0.37( / T0 ) T0 1 0.2( / T0 )
经验整定法适用于各种控制系统，特别适用对象干扰频繁、过渡过 程曲线不规则的控制系统。但是，使用此法主要靠经验，对于缺乏 经验的操作人员来说，整定所花费的时间较多
2、临界比例度法--闭环整定方法
① 将PID置纯P作用（即TI=∞，TD=0） 置为较大数值, 系统投闭环 ② 系统稳定后，施加一阶跃输入；减小 ，直到出现等幅振荡为止 记录临界比例带 K和等幅振荡周期 TK。采用下表的经验公式计算 控制器各参数
齐格勒（Ziegler）-尼科尔斯（Nichols）整定公式
无自衡过程
先按表算出P控制器的
D 0.8
自衡过程
TD (0.25 ~ 0.3)
PD控制器的参数
§4.3控制器参数整定——反应曲线法
柯恩（Cheen）-库思（Coon）整定公式 P控制器：
1


1 [( / T0 ) 1 0.3333] K0
经验整定方法一：
先令PID成为纯P调节器（即令Ti=，Td＝0） 按经验数据设置 整定控制系统，使之达到4：1衰减振荡的过渡过程曲线；
加大为原来的1.2倍） Ti按2o， 然后加I作用(在加I之前，应将 或(0.51)Tp计算，将Ti由大到小调整，直到系统得到4：1衰减 振荡的曲线为止。
④ 根据近似经验公式计算控制器参数。
广义对象的传函： 自平衡广义过程
Z (t )
无自平衡广义过程
Z(t)
1
K0
O
tan a

T0tBiblioteka OtK0 1 s Go ( s ) e e s 1 T0 s 1 T0 s
Go ( s )

s
e s
§4.3控制器参数整定——反应曲线法
注意：准确地确定系统4:l（或l0:1）的衰减程度比较困难（±2/5%） 不适用于一些扰动比较频繁、过程变化比较快的系统
4、反应曲线法--开环整定方法
利用系统开环广义对象的阶跃响应曲线进行控制器参数整定。 齐格勒（Ziegler）-尼科尔斯（Nichols）在1942年提出的 步骤如下：
① 系统置于开环状态。 ② 在调节阀Gv(s)的输入端施加一个阶跃信号，记录下测量变 送环节Gm(s)的输出响应曲线y(t)。 ③ 根据阶跃响应曲线，得到广义对象的传递函数。
3、衰减曲线法--闭环整定方法
步骤如下： ① 将PID置纯P作用（即TI=∞，TD=0） 置为较大数值, 系统投闭环 ② 系统稳定后，施加一个阶跃输入；↓直到出现衰减振荡为止 记录比例带s，及衰减振荡周期或上升时间。
③ 根据s,TS ,tp，采用下表中的经验公式，计算控制器各参数。
④ 按先P，后I，最后D的操作程序，将控制器整定参数调到计算 值上；观察其运行曲线，作进一步调整。