過程控制儀表第5章數(shù)字調(diào)節(jié)器-文庫吧資料
2025-01-24 20:22本頁面
【正文】 后長期回不來，減小 TI。若最大偏差大，且趨于非周期過程時，增加 KP。 ②在 P、 I、 D三個作用中， P是最基本的控制作用。 37 （ 3）整定規(guī)則 PID參數(shù)的整定規(guī)則都是經(jīng)驗(yàn)性的，它是建立于控制工程師經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，下面僅舉出幾條整定規(guī)則作為例子。一般需存幾十種類型的曲線。由于調(diào)節(jié)器整定參數(shù)時，是將實(shí)際觀測的曲線與知識庫中的曲線進(jìn)行對照，按照最佳條件進(jìn)行整定。根據(jù)給定值變化和負(fù)荷變化兩種情況，將系統(tǒng)輸出響應(yīng)曲線分為給定值變化時和負(fù)荷擾動下的輸出響應(yīng)曲線如下圖所示。下面分別加以說明。 33 34 l．知識庫 知識庫是將控制工程師整定系統(tǒng)的知識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行整理歸納后，以一定表示法存入計(jì)算機(jī)中。這種 PID參數(shù)自整定的過程實(shí)際上是模擬操作人員整定PID參數(shù)的判斷和決策過程。因此，可將兩種方法結(jié)合起來進(jìn)行 PID參數(shù)自整定。 32 二．迭代自整定控制算法 在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，假設(shè)調(diào)節(jié)器經(jīng)初步整定的初始參數(shù)，通過推導(dǎo)出 PID參數(shù) KP、 TI、 TD的迭代整定算式求出修正參數(shù)。將用改進(jìn)型臨界比例度自整定方法求出的 PID參數(shù)作為初值，在實(shí)時運(yùn)行中再應(yīng)用其它方法對參數(shù)進(jìn)行修正。 改進(jìn)型臨界比例度自整定方法的特點(diǎn)是原理簡單、整定速度快，但為求取 KCP及 TCP系統(tǒng)要產(chǎn)生等幅振蕩，因此不宜多次使用。 31 改進(jìn)型臨界比例度法整定 PID參數(shù)的運(yùn)行步驟： 1）使系統(tǒng)工作在有繼電特性的非線性系統(tǒng)狀態(tài)，產(chǎn)生自激振蕩，求出臨界比例系數(shù) KCP及臨界振蕩周期 TCP。 圖中 G（ j?）為控制對象， N為具有繼電特性的非線性環(huán)節(jié)。 一、改進(jìn)型臨界比例度法（繼電限幅自整定法） 這是波形識別法中的一種參數(shù)自整定方法。 28 29 2．以對象數(shù)學(xué)模型辨識為基礎(chǔ)的自整定方法 對象數(shù)學(xué)模型的辨識方法有施加擾動和不施加擾動兩類。 這類方法有兩種類型：一種是在系統(tǒng)中加入具有繼電特性 性的非線性環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)產(chǎn)生自激等幅振蕩，通過測取振蕩波 的振幅和周期，求取系統(tǒng)的臨界振蕩參數(shù)，再利用 Ziegler Nichols規(guī)則對 PID參數(shù)進(jìn)行整定。 （ 6） 數(shù)字式非線性控制 對于數(shù)字式完全微分 PID算法的增量算法： ? ?)2()( 211 ??? ??????? nnnDnInnPLn KKKKy ??????LK為邏輯系數(shù) ??????BBKL ??當(dāng)當(dāng)10式中， ????27 PID參數(shù)自整定調(diào)節(jié)器 PID參數(shù)自整定是對于一個正在運(yùn)行的控制系統(tǒng)，特別是 定值改變的控制系統(tǒng)自動整定控制回路中的 PID參數(shù)。 PD與 PI串聯(lián)，只對測量量 M進(jìn)行微分，而不是對偏差進(jìn)行微分，這樣在給定值 R變化時，不會產(chǎn)生輸出的大幅度變化，即可避免給定值擾動，這種算式適用于給定值 R經(jīng)常變化的情況。這樣便減輕積分累計(jì)的飽和程度，以達(dá)到抗積分飽和的目的。)1( ??????? nnn yyay?????? ??????? ??? )2()(39。)1( ???? nnn yyay?????? ???? ?? ?ninnDiIPn TTTTKy01 )(39。)()(??? sTsYsYsWff23 不完全微分 PID算法的輸出在較長時間內(nèi)仍有微分作用，可獲得較好的控制效果，在數(shù)字式調(diào)節(jié)器廣泛應(yīng)用。 不完全微分 PID調(diào)節(jié)器：在完成微分 PID的輸出端串聯(lián)一階慣性環(huán)節(jié)，如下圖所示。 21 （二） PID控制算式的變型 為了改善控制質(zhì)量，針對不同對象， PID控制中引入了許多新內(nèi)容，我們僅舉以下幾個例子。必要時通過邏輯判斷進(jìn)行保護(hù)，不會嚴(yán)重影響系統(tǒng)狀態(tài)。 20 由上述可見，兩種算式在本質(zhì)上是一樣的，但增量式算式卻有一些優(yōu)點(diǎn)，使它的應(yīng)用更廣泛。 19 位置式和增量式兩種控制算式在本質(zhì)上并無多少區(qū)別，只不過在用位置式算式時， pn=∫⊿ pi的任務(wù)由軟件完成，而在用增量式控制算式時，則需由硬件中的輸出通道來完成。 18 由上式同樣可列出第（ n— l）次采樣的輸出表達(dá)式 由上面兩式相減，可得 PID調(diào)節(jié)器輸出增量的表達(dá)式 ? ??????? ???? ???????102111ninnsDiIsnPn eeTTeTTeKp)2()()2()(211211?????????????????????????nnnDnInnPnnnsDnIsnnPneeeKeKeeKeeeTTeTTeeKp式中 KI—— PID控制算式的積分系數(shù) KI＝ KPTS/TI； KD—— PID控制算式的微分系數(shù) KD=KPTD/TS。 )1(1 dtdeTe dtTeKp DP ???? 17 ? ???
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