二阶水箱对象PID控制.docVIP

基础项目一：锅炉液位控制系统的认识 任务四：二阶双容水箱液位PID控制 1.2.4二阶水箱对象PID控制 姓名：夏媛 学号：20101203112 1.如何选择控制器的控制规律？其参数整定的方法有哪些？ 目前工业上常用的控制器有三种控制规律：比例控制规律、比例积分控制规律和比例积分微分控制规律，分别简写为P、PI、PID. 选择哪种控制规律主要是根据控制器的特性和工艺要求来决定。 a.比例控制器的特点是：控制器的输出和偏差成比例，阀门和偏差之间一一对应。负荷变化时比例控制器客服干扰能力强，过度时间短。纯比例控制器在控制终了时仍有余差，负荷变化越大，余差越大！积分作用使控制器的输出和偏差的积分成比例，故过度过程结束时无余差，但是加上积分作用，稳定性降低。积分作用时增大比例度，壳保持稳定性，但超调量和振荡周期增大，过度时间增长控制器是适用最多的，它适用于调节通道滞后较小，负荷变化不大，工艺要求不能有余差的系统前准备(1)熟悉被控对象和整个控制系统,检查所有仪表及连接管线,电源,气源等.(2)现场校验所仪表,保证仪表能正常工作. (3)根据经验或估算,设置KP , TI 和 TD,或者先将控制器设置为比例度较纯比例作用.(4)确认控制阀开,气关作用.(5)确认控制正,反作用.(6)根据前设置,假设被控变量受扰动有增加,分析控制系统能否克服扰影响2 现场人工操作控制阀安装.将控制阀前阀门1和2关闭,打开阀门3,观察测量仪表在能否正常工作,待工况稳定. c.控制器的手动和自动的切换 通过手动遥控控制阀,使工况趋于稳定以后,控制器就可以由手动切换到自动,实现自动操作。 3.控制系统运行过程中常见的故障有哪些？如何判别、处理？ a.控制系统间的相互干扰及克服办法 以精馏塔控制系统为例进行分析，如图2-5所示。 精馏塔两个温度控制系统之间相互干扰，我们可以通过以下方法来消除他们之间的干扰。 (1) 可以通过控制器参数整定,将两个控制系统的动态联系削弱,使其能正常工作。采取这种措施后,保证了主要被控变量的稳定，而次要变量的控制质量会有所降低。 (2) 从自动化角度出发,尚可设计较为复杂一些的去关联控制系统,通过引入一些特殊的去关联环节来消除相互间的影响。 (3) 从工艺上消除关联也是一个极为有效的措施 b. 测量系统的故障及判别方法 发现工艺参数的记录曲线出现异常情况时,首先要分析情况,判别其原因,这是正常操作的前提之一。 判别的方法： (1)记录曲线的分析比较 ①记录曲线突变。②记录曲线突然大幅度变化。 ③记录曲线出现不规则变化。 ④记录曲线出现等幅振荡。 ⑤记录曲线不变化,呈直线状 (或圆状)。 (2)控制室仪表与现场同位仪表比较 (3)两台仪表之间的比较 c. 运行中的常见问题 出现问题时，除了要考虑前面所讲的测量系统可能出现的故障以外,特别要注意被控对象特性的变化以及控制阀特性变化的可能性,要结合仪表和工艺两个方面去找原因。 针对适应对象特性的变化,一般可以通过重新整定控制器参数,以获得较好的控制质量。 4、PID控制下的阶跃响应曲线应如何绘制？ 一般言之，用比例（P）调节器的系统是一个有差系统，比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。比例积分（PI）调节器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数δ，Ti调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能（快速性、稳定性等）。但是，并不是所有单回路控制系统在加入微分作用后都能改善系统品质，对于容量滞后不大，微分作用的效果并不明显，而对噪声敏感的流量系统，加入微分作用后，反而使流量品质变坏。对于我们的实验系统，在单位阶跃作用下，P、PI、PID调节系统的阶跃响应分别如图4-2中的曲线①、②、③所示。