PID控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。它主要是依據系統的數學模型，經過理論計算確定控制器參數。這種方法所得到的計算數據未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調整和修改。二是工程整定方法，它主要依賴工程經驗，直接在控制系統的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。PID控制器參數的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗，然后按照工程經驗公式對控制器參數進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數，都需要在實際運行中進行最后調整與完善。現在一般采用的是臨界比例法。利用該方法進行 PID控制器參數的整定步驟如下：(1)首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統工作；(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統對輸入的階躍響應出現臨界振蕩，記下這時的比例放大系數和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數。
PID參數的設定：是靠經驗及工藝的熟悉，參考測量值跟蹤與設定值曲線，從而調整P\I\D的大小。
比例I/微分D=2，具體值可根據儀表定，再調整比例帶P，P過頭，到達穩(wěn)定的時間長，P太短，會震蕩，永遠也打不到設定要求。
PID控制器參數的工程整定,各種調節(jié)系統中P.I.D參數經驗數據以下可參照：
溫度T：P=20~60%，T=180~600s，D=3-180s；
壓力P： P=30~70%，T=24~180s；
液位L： P=20~80%，T=60~300s；
流量L： P=40~100%，T=6~60s。
書上的常用口訣：
參數整定找最佳，從小到大順序查；
先是比例后積分，最后再把微分加；
曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大；
曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳；
曲線偏離回復慢，積分時間往下降；
曲線波動周期長，積分時間再加長；
曲線振蕩頻率快，先把微分降下來；
動差大來波動慢。微分時間應加長；
理想曲線兩個波，前高后低4比1；
一看二調多分析，調節(jié)質量不會低。
經過多年的工作經驗，我個人認為PID參數的設置的大小，一方面是要根據控制對象的具體情況而定；另一方面是經驗。P是解決幅值震蕩，P大了會出現幅值震蕩的幅度大，但震蕩頻率小，系統達到穩(wěn)定時間長；I是解決動作響應的速度快慢的，I大了響應速度慢，反之則快；D是消除靜態(tài)誤差的，一般D設置都比較小，而且對系統影響比較小。對于溫度控制系統P在5-10%之間；I在180-240s之間；D在30以下。對于壓力控制系統P在30-60%之間；I在30-90s之間；D在30以下。
這里介紹一種經驗法。這種方法實質上是一種試湊法，它是在生產實踐中總結出來的行之有效的方法，并在現場中得到了廣泛的應用。
這種方法的基本程序是先根據運行經驗，確定一組調節(jié)器參數，并將系統投入閉環(huán)運行，然后人為地加入階躍擾動（如改變調節(jié)器的給定值），觀察被調量或調節(jié)器輸出的階躍響應曲線。若認為控制質量不滿意，則根據各整定參數對控制過程的影響改變調節(jié)器參數。這樣反復試驗，直到滿意為止。
經驗法簡單可靠，但需要有一定現場運行經驗，整定時易帶有主觀片面性。當采用PID調節(jié)器時，有多個整定參數，反復試湊的次數增多，不易得到最佳整定參數。
下面以PID調節(jié)器為例，具體說明經驗法的整定步驟：
A. 讓調節(jié)器參數積分系數S0=0，實際微分系數k=0，控制系統投入閉環(huán)運行，由小到大改變比例系數S1，讓擾動信號作階躍變化，觀察控制過程，直到獲得滿意的控制過程為止。
B. 取比例系數S1為當前的值乘以0.83，由小到大增加積分系數S0，同樣讓擾動信號作階躍變化，直至求得滿意的控制過程。
C. 積分系數S0保持不變，改變比例系數S1，觀察控制過程有無改善，如有改善則繼續(xù)調整，直到滿意為止。否則，將原比例系數S1增大一些，再調整積分系數S0，力求改善控制過程。如此反復試湊，直到找到滿意的比例系數S1和積分系數S0為止。
D. 引入適當的實際微分系數k和實際微分時間TD，此時可適當增大比例系數S1和積分系數S0。和前述步驟相同，微分時間的整定也需反復調整，直到控制過程滿意為止。
PID參數是根據控制對象的慣量來確定的。大慣量如：大烘房的溫度控制，一般P可在10以上，I=3-10，D=1左右。小慣量如：一個小電機帶一臺水泵進行壓力閉環(huán)控制，一般只用PI控制。P=1-10，I=0.1-1，D=0，這些要在現場調試時進行修正的。
STEP 7 Micro/WIN V4.0的PID向導子程序原理
........PID向導向導完成以后將會生成一個PID子程序，在程序中只需調用這個PID子程序即可。要正確設置PID向導中的參數，就必須了解這個PID子程序的原理。PID子程序的控制原理如下所述。
........假設：給定值=X，給定值上限=A，給定值下限=B；反饋值=Y，反饋值上限=C，反饋值下限=D，那么PID子程序是這樣進行控制調節(jié)的——根據PID參數和控制方式(正作用/反作用)來調節(jié)輸出，使下列的等式達到平衡：(X-B)/(A-B)=(Y-D)/(C-D)。
........知道了這個原理，設置給定值和反饋值的上下限就方便了。一般情況下這樣設置：把給定值看成工程量，例如需要控制的范圍（實際工程量的波動范圍）是4-10公斤的壓力，那么給定值下限就設置為4，給定值上限就設置為10；直接把傳感器的輸出作為反饋值，而事實上4公斤的時候傳感器的輸出值是8000，10公斤的時候傳感器的輸出值是32000，那么反饋值下限就設置為8000，反饋值上限就設置為32000。
........當然，設定的方法還有很多，請自己變通——給定值和反饋值都換算成工程量或都換算成數字量等，都可以，只要保證上面那個等式符合實際工藝，達到預期控制效果就可以了。
滬公網安備31010802001143號
