Ziegler-Nicholas法的步驟:
首先關閉I和D控制,只使用P控制:將積分和微分時間設為0(即使控制器成為純P控制器)。
提高P的增益直到系統開始震盪:逐步增加比例增益(Kp)直到你觀察到系統的輸出開始持續震盪。這稱為「臨界增益」,記為Kc。
記錄震盪的週期:此時,測量震盪的週期,稱為臨界週期,記作Pc。
基於上述的Kc和Pc,Ziegler和Nicholas提供了以下的參數調整建議:
| 控制器類型 | 比例增益 (Kp) | 積分時間 (Ti) | 微分時間 (Td) |
|---|---|---|---|
| P | 0.5 * Kc | - | - |
| PI | 0.45 * Kc | Pc / 1.2 | - |
| PID | 0.6 * Kc | Pc / 2 | Pc / 8 |
圖解: 想像一個時間-反應曲線,其中時間是X軸,反應(或系統輸出)是Y軸。當你開始增加Kp,系統的反應將開始更快地達到目標值,但也可能會超調。當Kp達到Kc時,你會看到系統輸出開始震盪且不會衰減。這些震盪的週期即是Pc。
這種方法提供了一個好的起點,但在實際應用中,可能需要進一步的微調以獲得最佳的控制效果。