第03章热工对象动态特性和自动调节器.pptVIP

第三章 热工对象动态特性和 自动调节器The Dynamic Characteristic of Thermal Object and Regulator 第一节?????? 热工对象动态特性The Dynamic Characteristic of Thermal Object (2)?? 时间常数(time constant)Tc 输出量以曲线上的最大速度（即阶跃响应曲线上拐点q处的速度）变化，则从起始值至最终值所需的时间，就是对象的时间常数Tc ， 飞升速度 ε: 在单位阶跃扰动作用下，输出量的最大变化速度 第二节??????调节器的动态特性 The Dynamic Characteristic of Regulator 4 PID调节 4.1 PID调节器的优点 4.1 PID调节器的作用 4.1 PID调节器的优点 PID调节器之所以经久不衰，主要有以下优点。 1. 技术成熟 2. 易被人们熟悉和掌握 3. 不需要建立数学模型 4. 控制效果好 4. 2 PID调节器的作用 1. 比例调节器 2. 比例积分调节器 3. 比例微分调节器 4. 比例积分微分调节器 1. 比例调节器 2. 比例积分调节器 2. 比例积分调节器 所谓积分作用是指调节器的输出与输入偏差的积分成比例的作用。积分方程为： 若将比例和积分两种作用结合起来，就构成PI调节器，调节规律为： 3. 比例微分调节器 微分调节器的微分方程为： PD调节器的阶跃响应曲线如图4-5所示。 4. 比例积分微分调节器 为了进一步改善调节品质，往往把比例、积分、微分三种作用组合起来，形成PID调节器。理想的PID微分方程为： 图4-6 PID调节器对阶跃响应特性曲线 比例积分微分(PID)调节器 PID（比例—积分—微分）调节器在工业控制中得到广泛 地应用。它有如下特点： 1.对系统的模型要求低 实际系统要建立精确的模型往往很困难。而PID调节器 对模型要求不高，甚至在模型未知的情况下，也能进行调节。 2.调节方便 调节作用相互独立，最后以求和的形式出现的，人们可改 变其中的某一种调节规律，大大地增加了使用的灵活性。 3.适应范围较广 一般校正装置，系统参数改变，调节效果差，而PID调节器 的适应范围广，在一定的变化区间中，仍有很好的调节效果。 第三节?????工业调节器调节规律的实现方法 The Regulation Law and The Realization Methods for Industrial Regulator 返回本节 4．不同类调节器的调节品质比较 （2）I调节器，具有比P调节器更大的超调量，因为积分特性是缓慢作用的，但它没有静态误差。 （3）PI调节器，综合了P调节器和I调节器两者的性质。它的超调量及调节时间与P调节器差不多，但没有静态误差。 （4）PD调节器，具有较上述（1）至（3）调节器为小的超调量；还存在一个静态误差，比P调节器小。 （5）PID调节器综合了PI和PD调节器的特点，它具有比PD调节还要小的超调量，积分作用消除了静态误差，但由于积分作用的引入，调节时间比PD调节器要长。 （1）P调节器，有一个相对较大的超调量C(t)max /k，有较长的调节时间t3%，存在一个静态误差。 *西北电力职工培训中心动力系刘晓谦 第一节?????? 热工对象动态特性 第二节?????? 调节器的动态特性 第三节?????? 工业调节器调节规律的实现方法 根据生产过程的要求，确定被调量和调节量； 确定对象的动态特性； 确定调节规律和调节参数； 进行仿真试验；现场调试。 研究和设计自动调节系统必须考虑的问题： 1．调节对象被划分成若干个独立的调节区域，每一个调节作用只对一个被调量起作用。 2．具有多个被调量的调节对象有相应个数的调节作用，这些被调量互相之间保持一定的关系；或者通过共同的调节对象相互起影响，但不能独立调节，因而要采用所谓“综合调节”。 一．具有一个被调量的对象 二．具有几个被调量的调节对象 1．有自平衡能力对象 ? 自平衡能力的概念 ? 作图：有自平衡能力对象的阶跃响应曲线 三．热工对象的动态特性 自平衡率(self-equlibrium coefficient)ρ 式中 △μ0──阶跃输入量的幅值 ρ衡量了对象自平衡能力的大小。 ? 特征参数： 有自平衡能力对象一般可表示: ? 无自平衡