一文解析PID參數(shù)預整定遇到的問題及解決辦法

于PID控制而言,參數(shù)的選擇始終是一件非常煩雜的工作,需要經(jīng)過不斷的調(diào)整才能得到較為滿意的控制效果。

個人認為S7-200和200 SMART的PID參數(shù)自整定是很好用的。在階躍響應曲線幾乎和給定值水平線重合時啟動自整定。首先自動計算自整定需要的“滯后”，計算完成后開始自調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)算法完成后，進入正常的PID控制。

S7-1200/1500的參數(shù)自整定分為預調(diào)節(jié)和精確調(diào)節(jié)兩個階段。預調(diào)節(jié)要求

1）設定值和過程值均在組態(tài)的極限值范圍內(nèi)。

2）設定值和過程值的差值的絕對值應大于過程值上、下限之差的30%，還應大于設定值的50%。

我用CPU 1516C做預調(diào)節(jié)實驗時預到兩個問題。在70%的階躍給定值產(chǎn)生之后，啟動預調(diào)節(jié)，出現(xiàn)“過程值過于接近設定值”的錯誤信息（見下圖）。其原因是啟動預調(diào)節(jié)時，過程值已上升到接近設定值了。

為了解決這個問題，在產(chǎn)生階躍設定值后，立即啟動預調(diào)節(jié)，解決了這個問題。

解決了這個問題之后，預調(diào)節(jié)時出現(xiàn)了第二條錯誤信息：“Input值超出已定義的過程值范圍”。從下圖可以看出，預調(diào)節(jié)時PID控制器紅色的輸出值是恒定值。經(jīng)過反復摸索，發(fā)現(xiàn)這個輸出值與PID控制器的參數(shù)“增益”有關。而過程變量（Input）的大小與PID輸出值和被控對象的增益有關。

通過調(diào)節(jié)PID的增益，從1.5降到0.4時，預調(diào)節(jié)成功，出現(xiàn)“系統(tǒng)已調(diào)節(jié)的信息”（見下圖）。