第四章 回路控制系统的工程设计.ppt

人工智能 华中科技大学水电与数字化工程学院 应用上表中的经验公式，可得 (1)、比例控制器 ?=?S=20% (2)、比例积分控制器 ?=1.2?S=1.2?20%=24% TI=0.5Tp=0.5?10=5min (3)、比例积分微分控制器 ?=0.8?S=0.8?20%=16% TI=0.3Tp=0.3?10=3min TD=0.1Tp=0.1?10=1min 各环节增益正负的定义： 被控过程的特性分正、反两种： 环节的增益为正：当环节的输入增加，输出增加 环节的增益为负：当环节的输入增加，输出减,,,, 当被控过程的输入（通过调节阀的物料和能量）增加（和减,,,,）时，其输出（被控参数）也增加（和减,,,,），此时称此被控过程为正作用，其静态放大系数取正； 反之为反作用，其静态放大系数取负。 砚辨嚎玖辑汪英贺引德构矾锗译骑欧彦圭翻漠竿措瘩乾氰产眯怪聂现伦贤第四章 单回路控制系统的工程设计第四章 单回路控制系统的工程设计 调节器的正反作用： 正作用调节器，即当系统的测量值增加时，调节器的输出亦增加，其静态放大系数取负； 反作用调节器，即当系统的测量值增加时，调节器的输出减,,,,，其静态放大系数取正。 气开和气关调节阀： 气开式调节阀，其静态放大系数取正 气关式调节阀，其静态放大系数取负。 净瞳笼龟阎蹈纱默法亩庄件价秋锤嘱壬彝教枣囤齿妓疑酵唯氨懦租享科守第四章 单回路控制系统的工程设计第四章 单回路控制系统的工程设计 确定调节器正、反作用次序一般为： 首先根据生产工艺安全等原则确定调节阀的开、关形式， 然后按被控过程特性，确定其正、反作用， 最后根据负反馈的原则来确定调节器的正、反作用形式。 调节器的正、反作用也可以借助于控制系统方框图加以确定。 在方框图中，各个环节的增益有正有负，负反馈要求闭环回路上所以环节的增益乘积是正数。 鹊沙饯湘烽材策笋伟棉皿允余呢施捐招报堰辰盛苑疮淳缠驳寓冲急秽糯博第四章 单回路控制系统的工程设计第四章 单回路控制系统的工程设计 4.5 控制器参数整定 一、控制器参数整定概述 如果控制方案已经确定，则过程各通道的静态和动态特性就已确定，系统的控制质量就取决于控制器各个参数值的设置。 PID调节器参数的整定指的是在控制系统中对比例参数Kc、积分时间常数Ti以及微分时间常数Td这三个参数的调整。 通过调整这些参数使控制器特性与被控过程特性配合好，获得满意的系统静态与动态特性 。 衡量控制参数是否最佳，需要规定一个明确的反映控制系统质量的性能指标。 4：1衰减比为最佳参数整定的常用依据。 怜痴樱盏爽庆蟹讲源莆涉较月柯敞贷来陵黄嚼堪妙天机臼豆吵测匈室勺第第四章 单回路控制系统的工程设计第四章 单回路控制系统的工程设计 二、控制器参数的经验整定法 根据下表的被控过程的特点确定控制器参数的范围。 项目 时滞 容量数 周期 噪声 比例度 积分作用 微分作用 流量、液体压力 无 多容量 1~10s 有 100%~500% 50%~200% 重要 不用 气体压力 无 单容量 0 无 0~5% 不必要 不必要 液位 无 单容量 1~10s 有 5%~50% 少用 不用 温度、蒸汽压力 变动 3~6 min~h 无 10%~100% 用 重要 成分 恒定 1~100 min~h 往往存在 100%~1000% 重要 可用 谰,,,,少报潮治诌芥挪沛杯痒澜无厩翁枕鸯陶怂渣靛壁无颜德世埠卵犊涯锑第四章 单回路控制系统的工程设计第四章 单回路控制系统的工程设计 在现场应用中，调节器的参数按先比例、后积分、最后微分的顺序置于某些经验数值后，把系统闭环起来，然后再作给定值扰动，观察系统的过渡过程曲线。若系统还不够理想，则根据下表改变调节器的参数值，进行反复试凑，直到控制质量符合要求为止。 最大动态偏差 余差 衰减率 振荡频率 ?? ? ? ? ? Ti? ? ? ? Td ? ? ? ? 佬暖延剥末薛撰与奴许磺腺握酱缆纫和加弛薪怒炎宁涣陕襄契傀贴炕疙钱第四章 单回路控制系统的工程设计第四章 单回路控制系统的工程设计 在具体整定时，先令PID调节器的Ti=?，Td＝0，使其成为纯比例调节器。比例度按经验数据设置，整定纯比例控制系统的比例度，使系统达到4：1衰减振荡的过渡过程曲线； 然后，再加积分作用。在加积分作用之前，应将比例度加大为原来的1.2倍。 积分时间按2?o，或(0.5?1)Tp计算，将积分时间