id調(diào)節(jié)原理ppt課件(已修改)
2025-05-17 13:08 本頁面
【正文】 第 4章 PID調(diào)節(jié)原理 ? 4— 1 PID基本概念 PID控制是比例積分微分控制。 歷史最久、生命力最強的控制方式。 具有以下優(yōu)點 : ① 原理簡單，使用方便。 ②適應(yīng)性強 . ③ 魯棒性強 . 控制品質(zhì)對被控對象特性的變化不大敏感。 PID控制是一種負反饋控制。 ? 在反饋控制系統(tǒng)中，自動調(diào)節(jié)器和被控對象構(gòu)成一個閉合回路。 在連接成閉合回路時，可能出現(xiàn)兩種情況： 正反饋和負反饋 . ? 正反饋作用加劇被控對象流入量流出量的不平衡，導致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定 . ? 負反饋作用則緩解對象中的不平衡，正確地達到自動控制的目的。 4 5 ? 生產(chǎn)過程的動態(tài)特性 過程控制系統(tǒng)在運行中有兩種狀態(tài)。 ? 穩(wěn)態(tài) : 系統(tǒng)沒有受到干擾，設(shè)定值保持不變，被調(diào)量也不隨時間變化，整個系統(tǒng)處于穩(wěn)定平衡的工況。 ? 動態(tài) : 當系統(tǒng)受到外來干擾的影響或者在改變了設(shè)定值后，原來的穩(wěn)態(tài)遭到破壞，系統(tǒng)中各組成部分的輸入輸出量都相繼發(fā)生變化，尤其是被調(diào)量也將偏離原穩(wěn)態(tài)值而隨時間變化，這時就稱系統(tǒng)處于動態(tài)。 經(jīng)過一段調(diào)整時間后，如果系統(tǒng)是穩(wěn)定的，被調(diào)量將會重新達到新設(shè)定值或其附近，系統(tǒng)又恢復穩(wěn)定平衡工況。 ? 過渡過程 : 從一個穩(wěn)態(tài)到達另一個穩(wěn)態(tài)的歷程。 評價控制系統(tǒng)的性能指標 : 穩(wěn)定性、準確性和快速性。 ? 實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化， 由工藝工程師提出被控對象的控制要求。 控制工程師的任務(wù)則是設(shè)計出合理的控制系統(tǒng)以滿足這些要求。 工業(yè)過程動態(tài)特性的特點 1 對象的動態(tài)特性是不振蕩的 階躍響應(yīng)是單調(diào)曲線，被調(diào)量的變化比較緩慢。 工業(yè)對象的幅頻特性 M(ω)和相頻特性 φ(ω)，隨著頻率的增高都向下傾斜 . 9 ? 2．對象動態(tài)特性有遲延 由于遲延的存在，調(diào)節(jié)閥動作的效果往往需要經(jīng)過一段遲延時間后才會在被調(diào)量上表現(xiàn)出來。 遲延的主要來源是多個容積的存在，容積愈大或數(shù)目愈多，容積遲延時間愈長。 有些被控對象還具有傳輸遲延。 ? 3．被控對象本身是穩(wěn)定的 被控對象，當調(diào)節(jié)閥開度改變致使原來的物質(zhì)或能量平衡關(guān)系遭到破壞后，隨著被調(diào)量的變化不平衡量愈來愈小，因而被調(diào)量能夠自動地穩(wěn)定在新的水平上。這種特性稱為自平衡，具有這種特性的被控對象稱為自衡過程。 自平衡能力的大小用對象靜態(tài)增益 K的倒數(shù)衡量，稱為自平衡率，自平衡率 K1??? 也有一些被控對象，當調(diào)節(jié)閥開度改變致使物質(zhì)或能量平衡關(guān)系破壞后，不平衡量不因被調(diào)量的變化而改變，因而被調(diào)量將以固定的速度一直變化下去而不會自動地在新的水平上恢復平衡。這種對象不具有自平衡特性，稱為非自衡過程。 不穩(wěn)定的過程是指原來的平衡一旦被破壞后，被調(diào)量在很短的時間內(nèi)就發(fā)生很大的變化。 13 自平衡過程 1)( ?? ?TsKeG ss ?非自平衡過程 TsKeG ss???)( T稱為過程的時間常數(shù)， τ是純遲延時間。 單純由遲延構(gòu)成的過程是很難控制的 ,而單容過程，自衡的單容過程則極易控制 17 ? 輸入、輸出量用相對值表示，閥門開度以全行程的百分數(shù)表示，被調(diào)量則以相對于測量儀表全量程的百分數(shù)表示。 經(jīng)過一段遲延時間 τ后，被調(diào)量開始以某個速度變化，這個起始速度稱為響應(yīng)速度，以 ε表示，有
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