一文解析PID参数预整定遇到的问题及解决办法

于PID控制而言,参数的选择始终是一件非常烦杂的工作,需要经过不断的调整才能得到较为满意的控制效果。

个人认为S7-200和200 SMART的PID参数自整定是很好用的。在阶跃响应曲线几乎和给定值水平线重合时启动自整定。首先自动计算自整定需要的“滞后”，计算完成后开始自调节，调节算法完成后，进入正常的PID控制。

S7-1200/1500的参数自整定分为预调节和精确调节两个阶段。预调节要求

1）设定值和过程值均在组态的极限值范围内。

2）设定值和过程值的差值的绝对值应大于过程值上、下限之差的30%，还应大于设定值的50%。

我用CPU 1516C做预调节实验时预到两个问题。在70%的阶跃给定值产生之后，启动预调节，出现“过程值过于接近设定值”的错误信息（见下图）。其原因是启动预调节时，过程值已上升到接近设定值了。

为了解决这个问题，在产生阶跃设定值后，立即启动预调节，解决了这个问题。

解决了这个问题之后，预调节时出现了第二条错误信息：“Input值超出已定义的过程值范围”。从下图可以看出，预调节时PID控制器红色的输出值是恒定值。经过反复摸索，发现这个输出值与PID控制器的参数“增益”有关。而过程变量（Input）的大小与PID输出值和被控对象的增益有关。

通过调节PID的增益，从1.5降到0.4时，预调节成功，出现“系统已调节的信息”（见下图）。