炉温PID控制实验一、 PID控制的基本原理PID控制是指比例（P）控制、积分（I）控制和微分（D）控制模拟式PID控制离散式PID控制数字式增量PID控制二、 PID各部分对控制的调节作用1、 比例环节Kp越大，调节作用越快成比例地反映控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减小偏差当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）P参数越小比例作用越强，动态响应越快，消除误差的能力越强但由于实际系统是有惯性的，比例作用不宜太强，比例作用太强会引起系统振荡不稳定通常将P参数由大向小调，以能达到最快响应又无超调(或无大的超调)为最佳参数优点:调整系统的开环比例系数，提高系统的稳态精度，减低系统的惰性，加快响应速度缺点:仅用P控制器,过大的开环比例系数不仅会使系统的超调量增大，而且会使系统稳定裕度变小，甚至不稳定2、 积分环节控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系主要用于消除静差，提高系统的无差度积分作用的强弱取决于积分时间常数T,T越大，积分作用越弱，反之则越强比例作用的输出与误差的大小成正比，误差越大，输出越大，属于 有差调节，不能消除静差(静差：即静态误差，也称稳态误差)。
积分作用可以消除静差只要有误差存在，就对误差进行积分，使 输出继续增大或减小，一直到误差为零，积分停止，输出不再变化 达到无差调节的效果积分的快慢必须与实际系统的惯性相匹配，惯性大、积分作用就应 该弱，积分时间I就应该大些，反之而然如果积分作用太强，积分输出变化过快，就会引起积分过头的现象，产生积分超调和振荡通常I参数也是由大往小调，即积分作用由小往大调，观察系统响应以能达到快速消除误差，达到给定值，又不引起振荡为准为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大这样，即便误 差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出 增大使稳态误差进一步减小，直到等于零因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差PI控制器不但保持了积分控制器消除稳态误差的“记忆功能”，而且克服了单独使用积分控制消除误差时反应不灵敏的缺点优点：消除稳态误差 缺点：积分控制器的加入会影响系统的稳定性，使系统的稳定裕度 减小3、 微分环节它能预测误差变化的趋势，提高动态响应速度，防止出现过冲或超调等 D越大，微分作用越强，D越小，微分作用越弱。
系统调试时通常把D从小往大调，具体参数由试验决定但微分作用只能作为PI控制的一种补充，不能起主导作用，微分作用不能太强，太强也会引起系统不稳定，产 生振荡，微分作用只能在P和I调好后再由小往大调，一点一点试着加上去优点：使系统的响应速度变快，超调减小，振荡减轻， 对动态过程有“预测”作用三、 PID参数整定基本步骤首先加入比例部分，将Kp由小变大，并观察相应的系统响应，直至性能指标满足要求为止若静态误差不能满足要求，需要加入积分环节首先取较大的T1 值，并略降低Kp（比如为原来值的0.8倍）；然后，逐步减小T1， 反复调整T1和Kp，直至系统得到所需要的动态性能，且静态误差得到消除为止若经反复调整，系统动态过程仍不满意，可加入微分环节TD从零开始，随后逐步增大同时反复改变Kp和T1，反复调整三个参数，最后得到一组合适的参数四、 PID参数选定。