PID参数继电反馈整定法的改进

高峰

（商丘师范学院 物理与电气信息学院，河南 商丘 476000）

文中首先分析了PID参数继电整定法的基本原理和操作过程，给出了Astrom法的自整定公式和PM法的自整定公式。然后又在此基础上提出了一种改进的继电整定方法，并推导了相应的整定公式。最后，通过实际仿真对比，证明了利用改进的方法进行PID参数整定可以获得更好的控制性能。

1 继电反馈整定法的基本原理

PID参数的继电整定方法是由瑞典著名学者Astrom和Hagglund两人共同提出的[1-3]，其原理框图如图1所示。其中继电器环节采用带滞环的继电器，它有滞环宽度ε和滞环幅d值2个参数，开关K用于选择继电测试或者PID控制器调节。

具体的参数整定步骤如下：

1）通过人工调节使系统进入稳态。

2）按下整定按钮，使开关K与点M接通；选取合适的ε和d使系统获得等幅振荡的周期运动。

3）根据产生的等幅振荡计算对象的临界振荡εC频率及临界振荡增益KC。

4）通过整定公式计算PID控制器的参数。

5）自动调整PID参数。

党的十八届三中全会进一步明确提出，公有制经济和非公有制经济都是社会主义市场经济的重要组成部分，都是我国经济社会发展的重要基础。

6）开关K接通N点，实行PID控制。

图1 继电反馈整定法的原理图Fig.1 Principal diagram of relay feedback tuming method

在获取临界信息后，通常采用Astrom法和PM法的整定公式获得PID参数。

Astrom法的整定公式如下：

PM法的整定公式如下：

其中α通常取4。利用上面两种方法整定得到的参数一般比较粗糙，控制效果较差。

2 继电反馈整定法的改进

为了得到更加优化的PID参数，可以对前述的继电实验加以改进，在继电环节和被控对象之间设置一个积分器。……