拉力试验机力保载波动大？学会调整PID参数解决问题！

最近，小编收到一位从事薄膜行业客户的咨询，拉力试验机做力保载波动大，PID如何调整？在拉力试验机的操作中，保载波动过大可能会影响试验结果的准确性和稳定性。PID控制器是一种常用的控制系统，用于调节系统的输出，以使其与期望值尽可能接近。

在这篇文章中，科准测试小编将探讨如何通过调整PID参数来解决拉力试验机保载波动过大的问题。通过合适的PID参数配置，可以有效地降低保载波动，提高试验机的稳定性和准确性，从而确保试验数据的可靠性和有效性。

1. PID控制的原理

PID控制是一种经典的控制策略，用于调节系统的输出，使其与期望值尽可能接近。它由三个部分组成：比例项（Proportional）、积分项（Integral）和微分项（Derivative），分别对应系统当前误差、历史误差和预测误差。

1、原理

比例项（P）：根据当前误差的大小调节输出，比例控制使系统的响应与误差成正比。这意味着当误差较大时，输出也会较大。

积分项（I）：根据历史误差的累积值调节输出，积分控制消除了系统存在的稳态误差。它会持续地累积误差，并逐渐减小输出。

微分项（D）：根据误差变化率的大小调节输出，微分控制可以抑制系统的震荡和超调，使系统更加稳定。它能够预测误差的变化趋势，从而提前调整输出。

1. 常用PID参数整定方法

1. 试凑法

结合系统的具体情况以及经验，先试凑几组合理的 PID 系数，同时需要观察系统的曲线变化，确定每一个系数对于整个系统曲线的大致影响，然后再根据具体的曲线进行调整。

调节思路

① 先是比例（P），再积分（I），最后是微分（D）。

② 按纯比例系统整定比例系数，使其得到比较理想的调节过程曲线，然后再把比例系数缩小 1.2 倍左右，将积分系数从小到大改变，使其得到较好的调节过程曲线。

③ 在这个积分系数下重新改变比例系数，再看调节过程曲线有无改善。

④ 如果有改善，可将原整定的比例系数减少，改变积分系数，这样多次的反复，就可得到合适的比例系数和积分系数。

⑤ 如果存在外界的干扰，系统的稳定性不好，可把比例、积分系数适当减小，使系统足够稳定。

⑥ 如果系统存在小幅度超调，可以将整定好的比例系数和积分系数适当减小，增大微分系数，以得到超调量最小、调节作用时间最短的系统曲线。

2、临界比例法

在闭环的控制系统里，将调节器置于纯比例作用下，从小到大逐渐调节比例系数，直到系统曲线出现等幅振荡，再根据经验公式计算参数。

调节思路

① 将积分、微分系数置零，比例度取适当值，平衡操作一段时间，使控制系统按纯比例作用的方式投入运行。

② 慢慢地增大比例系数，细心观察曲线的变化情况。如果控制过程的曲线波动是衰减的，则把比例系数继续增大；如果曲线波动是发散的，则应把比例系数减小，直至曲线波动呈等幅振荡，此时记下临界比例系数 δK 和临界振荡周期 Tk 的值。

③ 根据记下的比例系数和周期，采用经验公式，计算调节器的参数。

常用口诀：

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

3、实际调参

从实际的 PID 系统曲线来理解 PID 各个系数的调节效果。

调节思路

① 先调整比例系数，积分、微分系数设置为 0，此时的系统只有比例环节参与控制，此时系统的曲线出现大幅振荡。

首先确定硬件上是否出现了故障，例如电压不稳定、电机堵转等，排除了这些之后，那就说明比例系数调节的过大了，这个时候我们可以把比例系数慢慢地减小，并同时观察曲线的变化。

② 当我们调小比例系数之后，曲线的大幅度振荡现象消失，但是曲线依旧存在小幅度的超调现象，并且此时通过调节比例系数已经无法优化曲线。

此时，我们可以慢慢地增大微分系数，并同时观察曲线的变化，从而找到最合适的参数。

增大微分系数之后，如果系统的曲线已经较为理想，则说明这个系统只需要比例和微分环节的控制。

③ 如果在纯比例环节的控制下，系统的实际值始终达不到目标值，存在静态误差。

此时，可以逐渐增大积分系数，并同时观察曲线的变化，如果消除静差的时间过长，则可以再适当增大积分系数，但是需要注意兼顾系统的超调量。

经过调整之后，如果系统的曲线已经较为理想，则说明这个系统只需要比例和积分环节的控制。

④ 如果系统在比例和积分环节的控制下出现小幅度的超调现象，可以慢慢地增大微分系数，并同时观察曲线的变化，从而找到最合适的参数。

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