試湊法是通過(guò)模擬或?qū)嶋H的閉環(huán)運(yùn)行情況，觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，然后根據(jù)各調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)的大致影響，反復(fù)試湊參數(shù)，以達(dá)到滿意的響應(yīng)，從而確定pid控制器中的三個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)。其中在實(shí)踐中總結(jié)出如下的規(guī)律：
(1)增大比例系數(shù)kp一般將加快系統(tǒng)的響應(yīng)，在有靜差的情況下有利于減小靜差。但過(guò)大的比例系數(shù)會(huì)使系統(tǒng)有較大的超調(diào)，并產(chǎn)生振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變壞；
(2)增大積分時(shí)間ti一般有利于減小超調(diào)，減小振蕩，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，但系統(tǒng)靜差的消除將隨之減慢；
(3)增大微分時(shí)間td亦有利于加快系統(tǒng)的響應(yīng)，減小振蕩，使系統(tǒng)穩(wěn)定性增加，但系統(tǒng)對(duì)干擾的抑制能力減弱，對(duì)擾動(dòng)有較敏感的響應(yīng)；另外，過(guò)大的微分系數(shù)也將使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變壞。
在試湊時(shí)，可以參考以上的一般規(guī)律，對(duì)參數(shù)的調(diào)整步驟為先比例，后積分，再微分，即：
(1)先整定比例部分：將比例系數(shù)kp由小調(diào)大，并觀察相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)趨勢(shì)，直到得到反映快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。如果系統(tǒng)沒有靜差或靜差已小到允許范圍之內(nèi)，同時(shí)響應(yīng)曲線已較令人滿意，那只須用比例調(diào)節(jié)器即可，最優(yōu)比例系數(shù)也由此確定。
(2)如果在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)的靜差不能滿足設(shè)計(jì)要求，則須加入積分環(huán)節(jié)。整定時(shí)一般先置一個(gè)較大的積分時(shí)間系數(shù)ti,同時(shí)將第一步整定得到的比例系數(shù)kp縮小一些(比如取原來(lái)的80%)，然后減小積分時(shí)間系數(shù)使在保持系統(tǒng)較好的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)的靜差得到消除。在此過(guò)程中，可以根據(jù)響應(yīng)曲線的變化趨勢(shì)反復(fù)地改變比例系數(shù)kp和積分時(shí)間系數(shù)ti,從而實(shí)現(xiàn)滿意的控制過(guò)程和整定參數(shù)。
(3)如果即使有比例積分控制器消除了偏差，但動(dòng)態(tài)過(guò)程仍不盡滿意，則可以加入微分環(huán)節(jié)，構(gòu)成pid控制器。在整定時(shí)，可先置微分時(shí)間系數(shù)td為零，在第二步整定的基礎(chǔ)上，增大微分時(shí)間系數(shù)td，同時(shí)相應(yīng)地改變比例系數(shù)kp和積分時(shí)間系數(shù)ti，逐步試湊，以獲得滿意的調(diào)節(jié)效果和控制參數(shù)。
值得一提的是，pid三個(gè)參數(shù)可以互相補(bǔ)償，即某一個(gè)參數(shù)的減小可由其他參數(shù)增大或減小來(lái)補(bǔ)償。因此用不同的整定參數(shù)完全可以得到相同的控制效果，這也決定了pid控制器參數(shù)選取的非唯一性。另外，對(duì)無(wú)自平衡能力的對(duì)象，則不應(yīng)包含積分環(huán)節(jié)，即只可用比例或比例微分控制器。在實(shí)時(shí)控制過(guò)程中，只要被控對(duì)象的主要性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，就可以選定相應(yīng)的控制器參數(shù)為最終參數(shù)。表1給出了常見的pid控制器參數(shù)的選擇范圍。
表1 常見被控量的pid參數(shù)選擇范圍