中山桥检车出租，花都桥检车出租， 南沙桥检车出租      PID 参数自整定的方法？        PID 控制系统的设计核心是控制器的参数整定，常用参数整定方法包括经验法、临界比例度法、频域响应法、衰减曲线法等。临界比例度法操作简便，使用范围较广，通过本文提出的方法，对于已知传递函数的系统，可以快速找到系统临界稳定状态，从而计算得到 PID 参数，避免了传统方法多次实验造成的影响。 临界比例度法的基本整定过程为，首先把 PID 控制器设为纯比例控制，设比例度 δ = 1 / KP（KP 为 5-3 式中的比例系数），取一个较大的比例度，然后逐步减小比例度，观察系统的输出，直到系统的阶跃响应输出达到等幅周期振荡的临界稳定状态，记录临界稳定状态下的振荡周期𝑇r和比例度𝛿r，根据整定表计算得到 PID 控制参数。 经典临界比例度法的整定过程中，为了找到系统的临界稳定状态，需要多次调整比例度进行实验，人工观察判断系统输出是否达到等幅周期振荡。将临界参数代入整定表计算后，还需要进行实验，进一步调整和优化 PID 参数。本文基于经典临界比例度法提出了高效的参数自整定方法，该方法自动化程度高，得到的PID 参数有良好的控制效果。整定方法主要分为三步，首先通过离散劳斯判据寻找临界稳定条件，接着使用算法判断在纯比例控制下系统输出是否为等幅周期振荡，找到输出等幅周期振荡时对应的临界参数，最后基于自研发的测试仪的充气系统，优化调整整定参数。

 

  （1）劳斯判据寻找临界稳定条件： 劳斯判据又称劳斯代数稳定判据，在连续系统中，根据系统特征方程的系数判断系统的稳定性，其本质是判断系统的特征根是否都在 s 平面的左半平面内。嵌入式控制系统采集的信号为离散信号，在离散系统中，特征方程的根在 z 平面上的位置决定了系统的稳定性，特征根都在 z 平面的单位圆内则说明该系统稳定。充气系统近似为二阶时滞系统，根据系统辨识方法可以得到充气系统的传递函数。在 s 域中，含有时滞环节se的系统无法直接应用劳斯判据，而时滞环节经过 z 变换后其形式为 z 的有理式，此时充气系统在 z 域的特征方程为有理方程。 由于离散系统的特征方程以 z 为变量，是 s 的超越方程，故不能直接使用连续系统的劳斯判据。引入双线性变换 w 变换 ，将 z 平面单位圆外的区域对应到 w 平面的右半平面，单位圆内区域与 w 平面的左半平面相对应，经过 w 变换，系统稳定性分析在 w 平面与 s 平面情况相同，此时可以使用连续系统的劳斯判据。在 w 域，根据系统特征方程的系数，分析离散系统的稳定条件，从而得出离散系统在临界稳定状态下的比例度，把该值记为𝛿s。

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  （2）纯比例控制下求解临界参数：设置 PID 控制器为纯比例控制，比例度的大小设为𝛿s，在纯比例控制下系统输出记为 yp(t)，判断此时 yp(t)是否为等幅周期振荡信号。如果 yp(t)未达到临界稳定状态，对比例度的大小进行微调，再次对输出做判断，直到 yp(t)为等幅周期振荡，记录此时的振荡周期𝑇r和比例度𝛿r。 上述过程中，需要判断输出信号 yp(t)是否到达等幅周期振荡。判断分为两个步骤，先进行自相关运算，判断 yp(t)的周期性并提取振荡周期𝑇r。然后，根据周期性判断 yp(t)的等幅性。在实际情况中较难得到真正的等幅周期振荡，故判断信号等幅性时，允许间隔𝑇r的一组数据存在较小的方差 σ2，当方差 σ2小于规定的阈值，则判断信号为等幅 。

 （3）调整优化整定参数 经典临界比例度法中，对于已经求得的振荡周期𝑇r和比例度𝛿r，将其代入表 5-6，按照表中经验公式算出 PID 参数。在实际工程应用中，由整定表得到的 PID 参数还需根据实际系统情况进行调整，进而获得更合适系统、效果更好的控制。基于测试仪的充气系统，分析了各类二阶系统的参数整定结果，归纳出以下 PID 参数调整方法。引入调节因子 j 和 l。对于 5-7 式描述的充气系统 G(s)，在其阶跃响应无超调的情况下，即 1≤ξ≤1.3 时（ξ 为阻尼比），PID 参数调整。 在 G(s)的阶跃响应有超调的情况下，即 0＜ξ＜1 时，PID 参数调整 。

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