單回路pid控制ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-02 13:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ( t )u ( t ) Rf ( t ) 加熱爐控制通道( + )D ( t )回路判別法的要點(diǎn)： （ 1）反饋回路中負(fù)增益環(huán)節(jié)數(shù)為奇數(shù)； （ 2）對(duì)控制器而言，“正作用”是指 Tm↑→ u↑。 回路判別法的步驟： ? （ 1）根據(jù)被控變量和操作變量判斷被控對(duì)象增益特性； ? （ 2）根據(jù)控制閥開(kāi)閉形式選擇原則確定控制閥增益特性； ? （ 3）變送器增益特性一般為正； ? （ 4）確定控制器的增益特性，從而確定其正、反作用。 舉例：壓力控制系統(tǒng)的分析 “正作用” + Gm(S) Go(S) Gv(S) Gc(S) + PC 氣開(kāi) PC 氣開(kāi) + Gm(S) Go(S) Gv(S) Gc(S) + “反作用” 結(jié)論 ? 討論了調(diào)節(jié)閥的流量特性及開(kāi)關(guān)選擇原則； ? 引入了廣義對(duì)象的概念； ? 介紹了 單回路 控制器“正反作用”的選擇原則。 上一講內(nèi)容回顧 ? 討論了調(diào)節(jié)閥的流量特性及開(kāi)關(guān)選擇原則； ? 引入了廣義對(duì)象的概念； ? 介紹了 單回路 控制器的“正反作用”； 本講基本要求 ? 描述了單回路系統(tǒng)的常用性能指標(biāo) ? 掌握 PID控制律的意義及與控制性能的關(guān)系 ? 了解 PID控制律的選取原則 ? 掌握 單回路 PID控制器的參數(shù)整定方法 ? 了解“防積分飽和”與“無(wú)擾動(dòng)切換” ? 了解 PID參數(shù)的自整定方法 控制系統(tǒng)的性能指標(biāo) ? 以階躍響應(yīng)曲線(xiàn)的特征參數(shù)作為性能指標(biāo) ? 偏差積分性能指標(biāo) 控制性能指標(biāo) nBB ?21%100)( )()( ?? ??? y yty p?st?衰減比 ?超調(diào)量 ?回復(fù)時(shí)間 ?余差 偏差平方值積分 ? ? ??0 2 m in)( dtteI S E偏差絕對(duì)值積分 ? ? ??0 m in)( dtteI A E偏差絕對(duì)值與時(shí)間乘積的積分 0 ( ) m i nI T AE t e t d t????)()( ???? yxe? [例 ] 某化學(xué)反應(yīng)器，工藝規(guī)定操作溫度為 200177。 10℃ ，考慮安全因素，調(diào)節(jié)過(guò)程中溫度規(guī)定值最大不得超過(guò) 15℃ 。現(xiàn)設(shè)計(jì)運(yùn)行的溫度定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線(xiàn)如下圖所示，試求：該系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)（最大偏差、超調(diào)量、余差、衰減比和震蕩周期），并問(wèn)該調(diào)節(jié)系統(tǒng)是否滿(mǎn)足工藝要求。 ? 解： ? 最大偏差： A=230200=30℃ ? 余差： c=205200=5℃ ? 衰減比： ? 震蕩周期： T=205=15min ? 過(guò)渡時(shí)間（調(diào)節(jié)時(shí)間）： ? 再：工藝規(guī)定操作溫度為 200177。 10℃ ，考慮安全因素，調(diào)節(jié)過(guò)程中溫度規(guī)定值最大不得超過(guò) 15℃ ，而該調(diào)節(jié)系統(tǒng) =30℃ ，不滿(mǎn)足工藝要求。 152 0 52 1 02 0 52 3 0/ ?????BBnm in22?st 三種常規(guī)的反饋控制模式 ? 當(dāng)構(gòu)成一個(gè)控制系統(tǒng)的被控對(duì)象、測(cè)量變送環(huán)節(jié)和控制閥都確定之后，控制器參數(shù)是決定控制系統(tǒng)控制質(zhì)量的唯一因素。 PID 控制器 比例控制器 0)()( uteKtu c ?? %100*1cK??比例增益對(duì)控制性能的影響 控制器增益 Kc對(duì)系統(tǒng)性能的影響 ： 增益 Kc 增大 ， 系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用增強(qiáng)，但穩(wěn)定性下降 （ 當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí) ，調(diào)節(jié)頻率提高、 余差 下降） 。 P控制作用舉例 比例積分控制器 )11()( sTKsGicc ??00 )1( ue dtTeKutic ??? ?積分時(shí)間 積分作用對(duì)控制性能的影響 積分時(shí)間 Ti 對(duì)系統(tǒng)性能的影響 引入積分作用可以消除穩(wěn)態(tài) 余差 ，但 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降 。當(dāng) 積分作用 過(guò) 強(qiáng) 時(shí) （即 Ti 過(guò)小 ）， 可能使 控制系統(tǒng)不 穩(wěn)定 。 PI控制作用舉例 理想的比例積分微分控制器 ? 微分時(shí)間 Td 對(duì)系統(tǒng)性能的影響 微分作用的增強(qiáng)（即 Td 增大），從理論上講使系統(tǒng)的超前作用增強(qiáng)，穩(wěn)定性得到加強(qiáng)，但 對(duì)高頻噪聲起放大作用
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