完全经验法

这种方法没有任何定量规律可循，凭借的是工程技术人员对控制系统与控制对象的工作机理、工作环境的熟悉，是一种粗糙的调参方法，一些定性的调参准则如下：

参数整定找最佳，从小到大顺序查
先是比例后积分，最后再把微分加
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢，积分时间往下降
曲线波动周期长，积分时间再加长
曲线振荡频率快，先把微分降下来
动差大来波动慢。微分时间应加长
理想曲线两个波，前高后低4比1
一看二调多分析，调节质量不会低

等幅振荡法

步骤：
（1）先将切除PID控制器中的积分与微分作用，取比例增益KC较小值，并投入闭环运行；
（2）将Kc由小到大变化，对应于某一Kc值作小幅度的设定值阶跃响应，直至产生等幅振荡；
（3）设等幅振荡时振荡周期为Tcr、控制器增益Kcr ，再根据控制器类型选择以下PID参数。

控制规律	KcK_cKc	TiT_iTi	TdT_dTd
P	0.5Kcr0.5K_{cr}0.5Kcr
PI	0.45Kcr0.45K_{cr}0.45Kcr	0.83Tcr0.83T_{cr}0.83Tcr
PID	0.6Kcr0.6K_{cr}0.6Kcr	0.5Tcr0.5T_{cr}0.5Tcr	0.12Tcr0.12T_{cr}0.12Tcr

接下来我们就具体地仿真
下图是仿真框图

我不断增大P，发现P在5.6左右发生等幅振荡。经过测量我得到KcrK_{cr}Kcr = 5.6，振荡周期TcrT_{cr}Tcr = 9.455s

控制规律	KcK_cKc	TiT_iTi	TdT_dTd
P	2.82.82.8
PI	2.522.522.52	7.87.87.8
PID	3.363.363.36	4.74.74.7	1.11.11.1

PID的参数就按照这个计算好的数值并结合具体实际情况做一些调整来进行设置。
P控制

PI控制

PID控制

衰减曲线法

（1）先把积分时间放至最大，微分时间放至零，使控制系统运行，比例度放至较大的适当值，“纯P降低比例度”，就是使控制系统按纯比例作用的方式投入运行。然后慢慢地减少比例度，观察调节器的输出及控制过程的波动情况，直到找出4:1的衰减过程为止。这一过程就是“找到衰减4:1”。
（2）对有些控制对象，用4:1的衰减比感觉振荡过强时，这时可采用10:1的衰减比。但这时要测量衰减周期是很困难的，可采取测量第一个波峰的上升时间Tr，其操作步骤同上。
（3）根据衰减比例度s和衰减周期Ts、Tr按表1进行计算，求出各参数值。
4:1

控制规律	δ\deltaδ	TiT_iTi	TdT_dTd
P	δs\delta_sδs
PI	1.2δs1.2\delta_s1.2δs	0.5Ti0.5Ti0.5Ti
PID	0.8δs0.8\delta_s0.8δs	0.3Ti0.3Ti0.3Ti	0.1Ti0.1Ti0.1Ti

10:1

控制规律	δ\deltaδ	TiT_iTi	TdT_dTd
P	δs\delta_sδs
PI	1.2δs1.2\delta_s1.2δs	2Tr2Tr2Tr
PID	0.8δs0.8\delta_s0.8δs	0.3Tr0.3Tr0.3Tr	0.1Tr0.1Tr0.1Tr

下面进行具体的仿真
找到4:1衰减点，如下图

此时的衰减周期Ts=13.3s，比例度δ\deltaδ=0.5

控制规律	KcKcKc	TiT_iTi	TdT_dTd
P	222
PI	1.661.661.66	6.656.656.65
PID	2.52.52.5	3.993.993.99	1.31.31.3

下面是整定后的效果
P控制

PI控制

PID控制

响应曲线法

响应曲线法PID参数整定步骤：
（1）在手动状态下，改变控制器输出（通常采用阶跃变化），记录被控变量的响应曲线；
（2）由开环响应曲线获得单位阶跃响应曲线，并求取 “广义对象”的近似模型与模型参数；
（3）根据控制器类型与对象模型，选择PID参数并投入闭环运行。在运行过程中，可对增益作调整。
由于广义对象的响应曲线可以用“一阶+纯滞后”来近似，所以，如下Ziegler-Nichols参数整定方法可以使用

控制规律	KcK_cKc	TiT_iTi	TdT_dTd
P	1kp×Tpτ\frac{1}{k_p}\times\frac{T_p}{\tau}kp1×τTp
PI	0.9×1kp×Tpτ0.9\times\frac{1}{k_p}\times\frac{T_p}{\tau}0.9×kp1×τTp	3.3τ3.3\tau3.3τ
PID	1.2×1kp×Tpτ1.2\times\frac{1}{k_p}\times\frac{T_p}{\tau}1.2×kp1×τTp	2.2τ2.2\tau2.2τ	0.5τ0.5\tau0.5τ

接下来开始进行仿真整定
下图是仿真图（添加了一个滞后环节）

由下图我们可以得到纯时滞τ\tauτ=5s，惯性时间常数Tp=8.747s，输出变化范围ΔO\Delta OΔO=4.5，输入变化范围ΔI\Delta IΔI=1

由上面的数据我们可以得到KpKpKp=ΔOΔI\frac{\Delta O}{\Delta I}ΔIΔO=4.5

控制规律	KcK_cKc	TiT_iTi	TdT_dTd
P	0.390.390.39
PI	0.3510.3510.351	16.516.516.5
PID	0.4680.4680.468	111111	2.52.52.5

结合控制方案进行相应的设置，下面是整定后的效果。
P控制

PI控制

PID控制

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PID参数整定方法介绍

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完全经验法

等幅振荡法

衰减曲线法

响应曲线法

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