圖1控制回路設(shè)定值階躍響應(yīng)趨勢(shì)圖
1、區(qū)分過程變量、設(shè)定值和控制器輸出。圖中都是平直變化的線肯定是設(shè)定值。剩下的兩條線中，在設(shè)定值階躍變化時(shí)首先變化的線是PID控制器輸出，另外一條平滑變化的就是過程變量。
①“靠近的兩條線是設(shè)定值和過程變量，其中平直的折線是設(shè)定值，平滑的曲線是過程變量。”這種說法是錯(cuò)誤的，因?yàn)槌Ｒ姷目刂葡到y(tǒng)每條曲線都可以設(shè)置獨(dú)立的顯示范圍，靠近的兩條線可能是曲線顯示設(shè)置造成的。
②PID控制算法形式不同時(shí)，在設(shè)定值階躍變化時(shí)，PID控制器輸出可能也沒有快速變化，但是一定是PID控制器輸出先變化過程變量才開始變化。
2、該控制回路處于閉環(huán)自動(dòng)控制模式，設(shè)定值階躍變化時(shí)PID控制器輸出會(huì)相應(yīng)變化。如果控制回路處于手動(dòng)控制模式，則設(shè)定值不跟蹤時(shí)設(shè)定值直線不變或者設(shè)定值跟蹤時(shí)設(shè)定值和過程變化重合。
3、設(shè)定值階躍變化平直，該回路應(yīng)該是主回路或者是單回路。
4、PID控制器輸出減少時(shí)過程變量減少，所以被控對(duì)象正作用。由于PID控制器作用要是被控對(duì)象的鏡像，所以控制器反作用。
5、該控制器是標(biāo)準(zhǔn)PID形式。設(shè)定值階躍變化時(shí)PID控制器輸出由于偏差突然變化，控制器輸出會(huì)快速變化。如果是比例微分先行或者比例先行，則偏差突然變化控制器輸出不會(huì)快速變化。
6、被控對(duì)象是個(gè)自衡對(duì)象。因?yàn)樵O(shè)定值階躍變化穩(wěn)定后，控制器輸出的穩(wěn)態(tài)值發(fā)生了大的變化。
7、由于設(shè)定值階躍變化的響應(yīng)曲線有明顯變化，在設(shè)定值階躍變化之間肯定調(diào)整了PID參數(shù)。
8、通過試湊可以改善控制回路的性能，但是最優(yōu)的PID參數(shù)可能需要多次試驗(yàn)驗(yàn)證才能得到。
9、最終的PID參數(shù)更合理。因?yàn)樽詈笠淮卧O(shè)定值階躍變化時(shí)，控制器表現(xiàn)為PID控制器輸出有超調(diào)無(wú)振蕩，過程變量無(wú)超調(diào)，接近最佳閉環(huán)性能。而第一次設(shè)定值階躍變化，PID控制器輸出有振蕩，過程變量也有振蕩。由于曲線還有拖尾現(xiàn)象，所以積分作用也不夠強(qiáng)。
10、根據(jù)第一次設(shè)定值階躍變化的響應(yīng)曲線，可以發(fā)現(xiàn)：
①由于PID控制器輸出有振蕩，而且同相位，所以PID控制器的比例作用太強(qiáng)了；
②雖然過程變量振蕩，但是看起來(lái)有拖尾現(xiàn)象，積分作用還是弱。
整定后的設(shè)定值階躍響應(yīng)見圖1的右側(cè)。根據(jù)閉環(huán)響應(yīng)曲線進(jìn)行分析并整定，有時(shí)候也能得到滿意的控制性能。根據(jù)響應(yīng)曲線對(duì)正在使用的控制系統(tǒng)進(jìn)行判斷并整定，是試湊法PID參數(shù)整定的主要應(yīng)用場(chǎng)景。如果控制系統(tǒng)從來(lái)沒有投用過，由于試湊法效率太低，不建議使用試湊法進(jìn)行PID參數(shù)整定。
