PID 控制的基本概念PID 是比例 - 積分 - 微分（Proportional - Integral - Derivative）的縮寫。在板帶糾偏系統(tǒng)中，PID 控制器是一種常用的控制策略。它通過對偏差信號(hào)（即板帶實(shí)際位置與期望位置之間的差值）進(jìn)行比例、積分和微分運(yùn)算，得到控制輸出信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如電機(jī)、液壓缸等）來糾正板帶的跑偏。
比例環(huán)節(jié)（P）：比例系數(shù)（Kp）決定了控制輸出與偏差之間的比例關(guān)系。當(dāng)偏差出現(xiàn)時(shí)，比例環(huán)節(jié)會(huì)立即產(chǎn)生一個(gè)與偏差大小成比例的控制作用。例如，如果比例系數(shù)為 2，偏差為 1mm，那么比例環(huán)節(jié)產(chǎn)生的控制作用就是 2×1 = 2。較大的比例系數(shù)可以使系統(tǒng)對偏差有更快的響應(yīng)，但可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象。
積分環(huán)節(jié)（I）：積分系數(shù)（Ki）用于對偏差進(jìn)行積分運(yùn)算。它的作用是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。當(dāng)系統(tǒng)存在偏差時(shí)，積分環(huán)節(jié)會(huì)不斷累積偏差，隨著時(shí)間的增加，積分作用會(huì)越來越強(qiáng)。即使偏差很小，積分環(huán)節(jié)也能使系統(tǒng)最終達(dá)到?jīng)]有穩(wěn)態(tài)誤差的狀態(tài)。不過，如果積分系數(shù)過大，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)變慢，甚至出現(xiàn)積分飽和現(xiàn)象。
微分環(huán)節(jié)（D）：微分系數(shù)（Kd）是對偏差的變化率進(jìn)行微分運(yùn)算。它可以預(yù)測偏差的變化趨勢，使系統(tǒng)能夠提前采取措施。例如，當(dāng)板帶的跑偏速度加快時(shí)，微分環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的控制作用，以快速抑制跑偏。但是，微分環(huán)節(jié)對噪聲比較敏感，容易放大高頻噪聲，可能會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
PID 參數(shù)的整定方法在板帶糾偏中的應(yīng)用：
經(jīng)驗(yàn)法：這是一種比較常用的方法。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和一些基本的規(guī)則來初步設(shè)定 PID 參數(shù)。例如，先將積分系數(shù)和微分系數(shù)設(shè)為 0，增大比例系數(shù)，直到系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩，然后將比例系數(shù)減小一些，使系統(tǒng)達(dá)到臨界穩(wěn)定狀態(tài)。接著再逐漸增加積分系數(shù)，以消除穩(wěn)態(tài)誤差，最后適當(dāng)增加微分系數(shù)，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在板帶糾偏系統(tǒng)中，操作人員可以根據(jù)板帶的類型、速度等因素，結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，初步設(shè)定 PID 參數(shù)，然后在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行微調(diào)。
試湊法：通過不斷地改變 PID 參數(shù)的值，觀察系統(tǒng)的響應(yīng)曲線（如板帶位置偏差隨時(shí)間的變化曲線）來確定最佳的參數(shù)組合。在試湊過程中，可以先固定兩個(gè)參數(shù)，改變另一個(gè)參數(shù)，觀察系統(tǒng)的性能變化。例如，先固定積分和微分參數(shù)，改變比例參數(shù)，記錄系統(tǒng)的超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間等性能指標(biāo)。然后再改變積分參數(shù)，重復(fù)上述過程，直到找到一組滿意的參數(shù)。這種方法比較直觀，但需要花費(fèi)較多的時(shí)間和精力。
基于模型的整定方法：如果能夠建立板帶糾偏系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（包括板帶的動(dòng)力學(xué)模型、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的模型等），就可以利用一些基于模型的整定方法，如 Ziegler - Nichols 法等。這種方法可以根據(jù)系統(tǒng)的模型參數(shù)，精確地計(jì)算出 PID 參數(shù)的初始值，然后再通過實(shí)際測試進(jìn)行微調(diào)。不過，建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型在實(shí)際應(yīng)用中可能會(huì)比較困難，因?yàn)榘鍘到y(tǒng)受到多種復(fù)雜因素的影響。
糾偏控制柜
