在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，增加積分控制增加了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差精度，由于不斷累計誤差，能使誤差迅速消除，但能使系統(tǒng)產生超調；而在系統(tǒng)中增加微分控制，能 夠增加系統(tǒng)的阻尼，提高動態(tài)響應速度，由于ＰＩＤ控制器能夠補償絕大多數(shù)的控制系統(tǒng)，整定方法簡單，魯棒性好，因此是目前應用最廣泛的控制器．

　　Ziegler-Nichols方法是基于系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的PID整定方法．在設計過程中無需考慮任何特性要求，整定方法非常簡單，但控制效果卻比較理想．具體整定方法如下：

　　首先，置Ｋｄ＝Ｋｉ＝０，然后增加比例系數(shù)一直到系統(tǒng)開始振蕩（閉環(huán)系統(tǒng)的極點在ｊω軸上）；

　　再將該比例系數(shù)乘以0.6,其他參數(shù)按照以下公式計算：

　　Ｋｐ　＝　０．６*Ｋｍ

　　Ｋｄ　＝　Ｋｐ*π／4*ω

　　Ｋｉ　＝　Ｋｐ*ω／π

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上式中Ｋｐ為比例控制參數(shù)

　　　Ｋｄ為微分控制參數(shù)

　　　Ｋｉ為積分控制參數(shù)

　　　Ｋｍ為系統(tǒng)開始振蕩時的比例值；

ω為振蕩時的頻率 附matlab程序 >> nc=10;dc=[1,2,0];ts=0.25;
>> [nz1,dz1]=c2dm(nc,dc,ts);
>> axis('square'),zgrid('new')
>> axis('square'),zgrid('new'),
>> rlocus(nz1,dz1)
>> [km,pole]=rlocfind(nz1,dz1); >> wm=angle(pole(1)/ts);
>> kp=km*0.6,kd=kp*pi/(4*wm),ki=kp*wm/pi

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Ziegler-Nichols整定法適用對象為帶純延遲的一階慣性環(huán)節(jié)，即G(s)=K*e^(-τs)/(Ts+1)

其中，K為比例系數(shù)；T為慣性時間常數(shù)；τ為純延遲時間常數(shù)。

當被控對象的單位階躍響應曲線看起來近似一條S形曲線時，可用Ziegler-Nichols經(jīng)驗整定公式。

下圖(1)為被控對象的階躍響應曲線中比例系數(shù)、慣性常數(shù)、純延遲時間常數(shù)

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下表(2)為PID參數(shù)的Ziegler-Nichols經(jīng)驗整定公式：

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《新程序員》：云原生和全面數(shù)字化實踐50位技術專家共同創(chuàng)作，文字、視頻、音頻交互閱讀

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ZieglerNicholas PID GUI控制设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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