數字顯示調節儀PID參數的自整定分析

各種智能型數字顯示調節儀，一般都具有PID參數自整定功能。儀表在初次使用時，可通過自整定確定系統的最佳P、I、D調節參數，實現理想的調節控制。在自整定啟動前，因為系統在不同設定值下整定的參數值不完全相同，應先將儀表的設定值設置在要控制的數值(如果水電站或是中間值)上。在啟動自整定后，儀表強制系統產生擾動，經過2~3個振蕩周期后結束自整定狀態。儀表通過檢測系統從超調恢復到穩態(測量值與設定值一致)的過度特性，分析振蕩的周期、幅度及波形來計算儀表的最佳調節參數。理想的調節效果是，設定值應與測量值保持一致，可從動態(設定值變化或擾動)合穩態(設定值固定)兩個方面來評價系統調節品質，通過PID參數自整定，能夠滿足大多數的系統。不同的系統由于慣性不同，自整定時間有所不同，從幾分鐘到幾小時不等。

在系統投入運行前，我們對調節儀進行PID參數的自整定工作。首先把它的設定值(SV)調至工藝常用溫度90℃。儀表提供了一組PID參數：

比例帶 P=0.1%~999.9%

積分時間 I=1~6000s

微分時間 D=0~3600s

再進入功能彩旦，把P、I、D參數分別按經驗值設定為：

P=3.0;I=120;D=30;超調抑制系數 SF=0.4。

完成上述基本參數設置，且系統構成閉環，即儀表輸入與傳感器、輸出元件與負載連接完畢通電后，進入功能菜單啟動自整定(AT)。此時AT指示燈在閃爍，在接近設定值90℃時，儀表的OUT指示燈時亮時滅，表示晶閘管時斷時通，已進入精確溫控階段。自整定結束后，AT燈滅。此時，可以調處功能菜單查看系統自整定后的PID參數值，分別為P=0.6，I=278，D=69，SF=0.4，自整定時間為18min。經過自整定后，系統工作相當穩定。精度為0.5級的數顯儀的顯示溫度始終為90℃，調節效果相當令人滿意。為比較參數及自整定時間的不同，我們把儀表的設定值設定為45℃，這次自整定的時間為11min。自整定后參數分別為：

P=0.8;I=558;D=139;SF=0.4。

經過自整定后，數顯儀顯示溫度始終為45℃，調節效果同樣令人滿意。