齐格勒-尼克尔斯调谐方法
调优proportional-integral-derivative (PID)控制器是一个选择正确的P、I和D动作的组合来实现期望的闭合性能的问题(见“比例积分导数控制基础”，控制工程，1998年3月)。
PID算法的ISA标准形式为:
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变量CO(t)表示t时刻应用于过程的控制器输出，PV(t)是来自过程的过程变量，e(t)是设定值与过程变量之间的误差。比例作用以P因子加权，积分作用以P/T加权我，导数作用用PT加权DP是控制器增益T我是积分时间，TD是时间的导数。
1942年，泰勒仪器公司(现在是纽约州罗彻斯特ABB仪器公司的一部分)的约翰·齐格勒和纳撒尼尔·b·尼科尔斯发表了两种设置P, T的技术我，和TD实现一个快速，虽然不是过度振荡，闭环步进响应。他们的“开环”技术由图中的反应曲线说明。这是一个条形图流程变量在控制器处于手动模式(即，没有反馈)时，将一个单元步长应用到过程中。
与反应曲线最陡点相切的一条线表示该过程对步进的反应有多快。这条线斜率的倒数是工艺时间常数T。反应曲线还显示了工艺在对该步骤做出反应之前等待的时间(死时间d)以及工艺变量相对于该步骤的大小增加了多少(工艺增益K)。Ziegler和Nichols确定，优化参数的最佳设置可以从T、d和K计算如下:
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一旦这些参数值被加载到PID算法中，控制器返回到自动模式，设定值的后续变化应该产生所需的“不太振荡”闭环响应。这样调优的控制器还应该能够在过程变量中只有少量振荡的情况下快速拒绝负载扰动。
齐格勒和尼科尔斯也描述了“闭环”调谐控制器在自动模式下(即，有反馈)进行，但积分和导数动作关闭的技术。控制器增益不断增加，直到任何扰动引起过程变量的持续振荡。能引起这种振荡的最小控制器增益称为最终增益Pu．这些振荡的周期称为终周期Tu．根据以下规则，可以从这两个值计算出适当的调优参数:
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齐格勒和尼科尔斯1942年论文的再版可以在“PID整定参考指南”(控制工程，1991)中找到。但是请注意，论文中给出的整定规则与这里显示的规则不同，因为Ziegler和Nichols使用的是一种稍微不同的PID算法形式。不同的PID控制器使用不同的算法，每个算法都必须根据适当的规则集进行调优。当导数或积分作用被禁用时，规则也会改变。
要查看原始的“PID整定参考指南”，请点击这里．
万斯·j·万多伦，咨询编辑，体育博士他是印第安纳州西拉斐特VanDoren Industries公司的总裁。
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