双闭环PID先调内环还是外环

在双闭环控制系统中，通常存在两个控制环：内环和外环。内环主要负责快速响应和稳定系统，而外环则负责实现更高层次的控制目标。在进行PID调节时，通常需要先调整内环，然后再调整外环。以下是关于双闭环PID调整的分析：

一、双闭环控制系统的基本概念

1. 双闭环控制系统的定义
   双闭环控制系统是一种具有两个反馈控制环的控制系统。它通常由一个内环和一个外环组成，内环负责快速响应和稳定系统，外环则负责实现更高层次的控制目标。
2. 内环和外环的功能
   内环主要负责对系统的动态性能进行控制，以实现快速响应和稳定。内环通常采用PID控制器，通过调节系统的输入，使系统的输出快速跟踪给定的参考值。
   外环主要负责对系统的稳态性能进行控制，以实现更高层次的控制目标。外环通常采用PI控制器，通过调节内环的设定值，使系统的输出达到期望的稳态值。
3. 双闭环控制系统的优点
   双闭环控制系统具有以下优点：
   （1）快速响应：内环可以快速响应系统的扰动，使系统迅速恢复稳定。
   （2）稳定性好：内环可以有效地抑制系统的扰动，提高系统的稳定性。
   （3）控制精度高：外环可以精确地控制系统的稳态性能，实现更高层次的控制目标。

二、双闭环PID调整的原则

1. 先调整内环
   在双闭环PID调整中，通常需要先调整内环。这是因为内环负责快速响应和稳定系统，其性能直接影响到整个控制系统的性能。通过调整内环的PID参数，可以使系统在面对扰动时具有更好的动态性能。
2. 再调整外环
   在外环调整中，需要根据内环的调整结果来设定外环的PID参数。外环的调整主要是为了实现更高层次的控制目标，如稳态误差的减小、系统的调节时间的缩短等。
3. 逐步调整
   在双闭环PID调整过程中，需要逐步进行。首先调整内环的PID参数，观察系统的性能变化，然后根据内环的调整结果来调整外环的PID参数。通过逐步调整，可以确保系统在整个调整过程中保持稳定，避免出现过调和振荡现象。

三、双闭环PID调整的方法

1. 内环PID参数的调整
   （1）比例系数（Kp）的调整：比例系数决定了PID控制器对偏差的敏感程度。增大Kp可以提高系统的响应速度，但过大的Kp可能导致系统的过调和振荡。因此，在调整Kp时，需要根据系统的实际情况进行逐步调整。
   （2）积分系数（Ki）的调整：积分系数决定了PID控制器对偏差积分的敏感程度。增大Ki可以提高系统的稳态性能，减小稳态误差。但过大的Ki可能导致系统的过调和振荡。因此，在调整Ki时，需要根据系统的实际情况进行逐步调整。
   （3）微分系数（Kd）的调整：微分系数决定了PID控制器对偏差变化率的敏感程度。增大Kd可以提高系统的抗扰动能力，减小系统的振荡。但过大的Kd可能导致系统的响应速度降低。因此，在调整Kd时，需要根据系统的实际情况进行逐步调整。
2. 外环PID参数的调整
   （1）比例系数（Kp）的调整：在外环调整中，Kp的调整主要是为了减小系统的稳态误差。增大Kp可以减小稳态误差，但过大的Kp可能导致系统的过调和振荡。因此，在调整Kp时，需要根据内环的调整结果进行逐步调整。
   （2）积分系数（Ki）的调整：在外环调整中，Ki的调整主要是为了提高系统的稳态性能。增大Ki可以减小稳态误差，提高系统的稳定性。但过大的Ki可能导致系统的过调和振荡。因此，在调整Ki时，需要根据内环的调整结果进行逐步调整。
3. 调整过程中的注意事项
   （1）在调整过程中，需要密切观察系统的性能变化，避免出现过调和振荡现象。
   （2）在调整过程中，需要根据系统的实际情况进行逐步调整，避免参数调整过快导致系统不稳定。
   （3）在调整过程中，需要充分考虑系统的非线性、时变等特性，确保调整结果的准确性和可靠性。