经验法PID参数调节口诀
经验法整定PID参数是老仪表工们几十年经验的积累，到现在仍得到广泛应用的一种PID参数整定方法。此法是根据生产操作经验，再结合调节过程的过渡过程曲线形状，对控制系统的调节器参数进行反复的凑试，最后得到调节器的最佳参数。
经验法的PID参数调节口诀说： 参数整定寻最佳，从大到小顺次查。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。曲线漂浮绕大弯，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。理想曲线两个波，调节过程高质量。
这是一首流传广泛、影响很大的调节器PID参数调节口诀，该PID调节口诀最早出现在1973年11月出版的《化工自动化》一书中，流传至今已有几十年了。现在网上流传的PID调节口诀，大多是以该PID参数调节口诀作为蓝本进行了补充和改编而来的，如“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”。还有的加了“理想曲线两个波，前高后低四比一，一看二调多分析，调节质量不会低”等。为便于理解和应用，现对该PID参数调节口诀进行较详细的分析。以下的分析及结论对临界比例度法、衰减曲线法也是有参考价值的。
先谈谈PID参数调节口诀“参数整定寻最佳，从大到小顺次查”中的“最佳”问题。很多仪表工都有这样的体会，在现场的调节器工程参数整定中，如果只按4:1衰减比进行整定，那么可以有很多对的比例度和积分时间同样能满足4:1的衰减比，但是这些对的数值并不是任意地组合，而是成对地，一定的比例度必须与一定的积分时间组成一对，才能满足衰减比的条件，改变其中之一，另一个也要随之改变。因为是成对出现的，所以才有调节器参数的“匹配”问题。而在实际应用中只有增加个附加条件，才能从多对数值中选出一对适合的值。这一对适合的值通常称为“最佳整定值”。“从大到小顺次查”中“查”的意思就是找到调节器参数的最佳匹配值。而“从大到
小顺次査”\是说在具体操作时，先把比例度、积分时间放至最大位置，把微分时间调至零。因为需要的是衰减振荡的过渡过程，并避免出现其他的振荡过程，在整定初期，把比例度放至最大位置，目的是减小调节器的放大倍数。而积分放至最大位置，目的是先把积分作用取消。把微分时间调至零也是把微分作用取消了。“从大到小顺次查”就是从大到小改变比例度或积分时间刻度，实质是慢慢地增加比例作用或积分作用的放大倍数。也就是慢慢增加比例或积分作用的影响，避免系统出现大的振荡。最后再根据系统实际情况决定是否使用微分作用。
“先是比例后积分，最后再把微分加”是经验法的整定步骤。比例作用是最基本的控制作用，PID参数调节口诀说的“先是比例后积分”，目的是简化调节器的参数整定，即先把积分作用取消和弱化，待系统较稳定后再投运积分作用。尤其是新安装的控制系统，对系统特性不了解时，我们要做的就是先把积分作用取消，待调整好比例度，使控制系统大致稳定以后，再加入积分作用。对于比例控制系统，如果规定4:1的衰减过渡过程，则只有一个比例度能满足这一规定，而其他的任何比例度都不可能使过渡过程的衰减比为4:1。因此，对比例控制系统只要找到能满足4:1衰减比时的比例度就行了。
在调好比例控制的基础上再加入积分作用，但积分会降低过渡过程的衰减比，则系统的稳定程度也会降低。为了保持系统的稳定程度，可增大调节器的比例度，即减小调节器的放大倍数。这就是在整定中投入积分作用后，要把比例度增大10%-20%的原因。其实质就是个比例度和积分时间数值的匹配问题，在一定范围内比例度的减小，是可以用增加积分时间的方法来补偿的，但也要看到比例作用和积分作用是互为影响的，如果设置的比例度过大时，即便积分时间恰当，系统控制效果仍然会不佳。
在有的场合，也可不强求以上步骤，而是采取先按表1的PID参数凑试范围，把比例度、积分、微分时间选择好，然后由大到小的改变比例度进行凑试，直至调节过程曲线满意为止。积分时间和微分时间预置后用比例度凑试，其体现的是经验，如果
没有经验就成为盲目调试了。此方法的缺点是当同时使用比例、积分、微分三作用时，不容易找到最合适的整定参数，由于反复凑试会费很多时间。
表1 经验整定法PID参数凑试范围一览表
控制系统 %（比例） Ti/min（积分） TD/min 温度 20-60 3-10 0.5-3 压力 10-70 0.4-3 流量 40-100 0.3-1 液位 20-80
“曲线振荡很频繁，比例度盘要放大”说的是比例度过小时，会产生周期较短的激烈振荡，如图1所示。且振荡衰减很慢，严重时至会成为发散振荡。这时就要调大比例度，使曲线平缓下来。
图1 比例度过小时的过渡过程曲线
“曲线漂浮绕大弯，比例度盘往小扳”说的是比例度过大时会使过渡时间过长，使被调参数变化缓慢，即记录曲线偏离给定值幅值较大，时间较长，这时曲线波动较大且变化无规则，形状像绕大弯式的变化，如图2所示。这时就要减小比例度，使余差尽量小。
图2 比例度过大时的过渡过程曲线
“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”说的