回路控制系統(tǒng)ppt課件(已改無錯字)
2023-06-06 22:03:49 本頁面
【正文】 作用 方式 的選擇 原則 ：使整個單回路構(gòu)成負反饋系統(tǒng)，即： (控制器 “ 177。 ”) (廣義對象“ 177。 ”)=“－” 控制器 ：正作用為 “＋”，反作用為“ ” ； 廣義對象 【 包括 控制閥 (氣開式為“＋”，氣關(guān)式為“ ”), 實際對象 (輸入物料或能量增加時，被控參數(shù)隨之增加為“＋”，隨之減少為“ ”)與 檢測變送環(huán)節(jié) (一般為“＋” )】 。 劉玉長 第六節(jié) 控制器參數(shù)整定 控制器參數(shù)整定，就是確定控制器參數(shù)。控制器參數(shù)的整定方法有 理論計算整定法 【 通過理論計算 (微分方程、頻率特性、根軌跡法等 )求取控制器參數(shù) 】 和 工程整定法 【 從工程的實際出發(fā)，直接在控制系統(tǒng)中進行整定 】 兩種。 工程上主要采用工程整定法。 劉玉長 一、經(jīng)驗試湊法 是將控制器參數(shù)設(shè)置為某些經(jīng)驗值 (下表 )，使系統(tǒng)閉環(huán)運行，觀察過渡過程的曲線形狀 (亦可以施加一定的擾動，如改變設(shè)定值 )。若曲線不夠理想，根據(jù)控制器參數(shù)對過渡過程的不同影響，按規(guī)定的順序，反復(fù)湊試，直到滿意為止。 控制器參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)表 P(%) TI(min) TD(min) 溫度控制 20~60 3~10 ~3 流量控制 40~100 ~1 0 壓力控制 30~70 ~3 0 液位控制 20~90 1~5 0 劉玉長 二、臨界比例帶法 在擾動作用下被控量出現(xiàn)等幅振蕩的狀態(tài)叫臨界狀態(tài) (見圖 )，處于臨界狀態(tài)時控制器的比例系數(shù) (比例帶 )和被控量的振蕩周期，分別叫做臨界比例系數(shù) KC(比例帶 PK)和臨界周期 TK 。 臨界比例帶法 【 ZieglerNichols第二法則 】 是在得到 PK 和 TK基礎(chǔ)上的參數(shù)整定方法，計算公式見下表。 臨界振蕩曲線 P(%) KP TI(min) TD(min) P 2PK ∞ 0 PI 0 PID 臨界比例帶法參數(shù)計算表 TK 怎樣得到臨界狀態(tài) ? 劉玉長 臨界比例帶法 ZieglerNichols第二法則得到的 PID控制器，將給出如下公式： GPID(s) PDICKK2KC K1( 1 )10. 6 ( 1 0. 12 5 )( 4 / )K T sTsK T sTssTKTs? ? ?? ? ???劉玉長 三、衰減曲線法 此法以 4∶ 1或 10∶ 1衰減過程作為整定的要求 。 先在純比例作用下 ， 調(diào)整 P值得到 4∶ 1或10∶ 1衰減過程的曲線 (如圖 )， 記下此時的比例帶PS， 在曲線上取得振蕩周期 TS或上升時間 TA。 然后按對應(yīng)表的經(jīng)驗公式 ， 求出相應(yīng)的 P、 TI 和 TD值 。 4∶ 1與 10∶ 1衰減曲線 4:1 10:1 TS TA 劉玉長 10∶ 1衰減比控制器參數(shù)計算表 P(%) TI(min) TD(min) P PS ∞ 0 PI 0 PID P(%) TI(min) TD(min) P PS ∞ 0 PI 2TA 0 PID 4∶ 1衰減比控制器參數(shù)計算表 劉玉長 四、響應(yīng)曲線法 典型工業(yè)過程響應(yīng)曲線 (開環(huán) )如下圖示： 典型 (S型 )響應(yīng)曲線 Dy t T 響應(yīng)曲線法整定又稱為 ZieglerNichols第一法則 ，是一種根據(jù)廣義對象的響應(yīng)曲線 【 如響應(yīng)曲線不為 S型不能使用本方法 】 來整定控制器參數(shù)的方法。其整定目標是得到 4:1衰減響應(yīng)曲線，整定過程如下： Pm a x m i n )m a x m i n )()1/(/(sKG s eTsy y yKx x xt???D??D?劉玉長 (1)得到 廣義對象的響應(yīng)曲線 (如何得到 ? )； (2)由 響應(yīng)曲線得廣義對象特性 GP(s)【 看作帶滯后的一階系統(tǒng) 】 ； (3)按下表計算得到 控制器參數(shù)值。 基于響應(yīng)曲線的控制器參數(shù)整定計算表 P(%) KP TI(min) TD(min) P 100Kt/T T/t ∞ 0 PI 120Kt/T PID 83Kt/T 【 注意 】 計算所得參數(shù)值，仍須根據(jù)運行情況加 以調(diào)整，才是實際所需的控制器參數(shù)整定值。 劉玉長 響應(yīng)曲線法 ZieglerNichols第一法則得到的 PID控制器，將給出如下公式： GPID(s) DI21( 1 )11 .2 ( 1 0 .5 )2( 1 / )0 .6PK T sTsTsssTstttt? ? ?? ? ???劉玉長 五、 工程整定方法優(yōu)缺點 經(jīng)驗湊試法 ：簡單方便，容易掌握，應(yīng)用較廣泛，特別是對擾動頻繁的系統(tǒng)更為合適。但此方法靠經(jīng)驗，要湊到一條滿意的過程曲線，可能花費時間多。此方法對 PID控制器的三個參數(shù)不容易找到最佳的數(shù)值。 臨界比例帶法 ：較簡單，易掌握和判斷，應(yīng)用較廣。此方法對于臨界比例帶很小的系統(tǒng)不適用，因在這種情況下，控制器的輸出一定很大，被控量容易一下超出允許的范圍，為工藝所不允許。 衰減曲線法 ：此法是在總結(jié)臨界比例帶的經(jīng)驗基礎(chǔ)上提出來的，較準確可靠，安全，應(yīng)用廣泛。但對時間常數(shù)小的對象不易判斷，擾動頻繁的系統(tǒng)不便應(yīng)用。 響應(yīng)曲線法 ：較準確，能近似求出廣義對象的動態(tài)特性。但加階躍信
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