HSPID使用方法交流综述.ppt

HSPID使用问题交流 向立志 2007-11-28 内容提要 （一）HSPID为什么“不好用”？ （二）HSPID的使用应注意哪些问题？ （三）HSPID的参数应如何调节？ （三）从方便工程使用的角度，来讨论一下：希望把HSPID控制模块改进成什么样子？ （四）工程人员对其它的控制模块还有什么意见和建议？ （一）HSPID为什么“不好用”？ （一）HSPID为什么“不好用”？ 原因之一： 与标准PID所采用的公式不同，调节参数与我们平常根据标准PID进行调节时所使用的参数相比，发生了一些细微的变化！ 标准PID和HSPID的原始公式 标准PID（完全微分PID）： HSPID（不完全微分PID）： 多了一个参数KD，当KDTD时，HSPID才相当于标准PID。 HSPID模块结构和计算公式 PT：比例带，TI：积分时间，TD：微分时间 KD：微分增益 HSPID是有四个调节参数的PID控制器 计算公式 完全微分（标准PID）： 不完全微分（HSPID）： KD参与微分部分的计算，KD的取值不同，微分部分的计算结果会不同； KD的取值应该随TD的不同而发生变化，KD一般应远远大于TD，至少取TD的10~100倍，或者更大。 （一）HSPID为什么“不好用”？ 原因之二： 对给定值采用了滤波，增加了滤波参数ALFA和RSP，这两个参数的取值不当，会影响调节效果的好坏。 给定值滤波 给定值滤波 给定值滤波参数RSP的初始值为0，第一次投自动的时候，它将从0开始，以一定的步长，逐步变化到给定值SP； 不良结果：使得第一次投自动的时候，被控量向期望值SP的反方向运动一短暂过程，然后才逐渐返回到期望值。 （一）HSPID为什么“不好用”？ 原因之三： 程序结构复杂，运行模式多样，参数设置相对繁琐，容易使人感觉混淆不清！ 程序流程图 运行方式 单PID（MC=0） 手动：RM=0 自动：RM=1或2 跟踪：RM=3或4 串级PID（MC0） 串级副PID（MC=2） 手动：RM=0 自动：RM=2 跟踪：RM=3或4 串级主PID（MC=1） 手动：RM=0, CM或CSRM（串级副PID.RM）=2 自动：RM=1或2, CM或CSRM （串级副PID.RM）=2 跟踪：RM=3或4, CM或CSRM （串级副PID.RM）=2 非自动：RM任意， CM=CSRM （串级副PID.RM）2 （二）HSPID的使用应该注意哪些问题？ 1）作用方式（AD） 反作用：进水阀控制水缸中的水位属于反作用， 当水缸中的水位高于给定值时，控制器需减小进水阀门的开度来降低水位到给定位置，所以称为反作用。 正作用：出水阀控制水缸中的水位属于正作用。 当水缸中的水位高于给定值时，控制器需增大出水阀门的开度来降低水位到给定位置，所以称为正作用。 2）量程上下限 控制量的量程上下限（MU，MD） 过程被控量的量程上下限（PVMU，PVMD） 量程转换 3）输出模式(OutM或OM) 位置式输出：用于位置型的控制机构，如阀门等 增量式输出：用于递进式的控制机构，如步进电机等。 4）输出变化率限制（OutR） 每次输出发生变化的大小不能超过输出变化率的限值OutR，防止变化过快造成不良后果。 位置式 增量式 （二）HSPID的使用应该注意哪些问题？ 5）输出幅值限制 输出上限（OutT）：不允许超过上限 输出下限（OutB）：不允许超过下限 （二）HSPID的使用应该注意哪些问题？ 6）控制周期（CP或cycle） 控制周期与反应对象有关，根据具体对象进行选择； 控制周期（CP或cycle）在控制算法中作为参数参与计算，控制周期设置的不同，计算结果也不同。 （三）HSPID的参数应如何调节？ 单回路PID控制 仿真过程对象：一阶惯性+滞后 PID参数调节的试凑法 首先调整比例作用：由小到大反复调节比例带PT，使被控曲线没有明显震荡，超调足够小，响应相对较快； 然后调整积分作用：由大到小反复调节积分时间TI，使被控曲线尽快向给定的期望值靠近，即尽快减小静差，直至消除静差； 最后调整微分作用：先将微分增益KD设得尽量大（1000，10000等），保证KDTD成立，再由小到大反复调节微分时间TD，消除干扰，直至达到满意效果。 PID调节的工程经验参数（张洪垠老师：谈如何整定PID参数） 串级PID控制 加热炉温度控制 串级PID控制 仿真过程对象： 温度与煤气流量之间的传递函数：一阶惯性+滞后 煤气流量与阀门开度之间的传递函数：二阶惯性 串级PID控制 两种方式 1）同步串级方式 主回路的控制周期与副回路相同 2）异步串级方式 主回路的控制周期与副回路不同，主回路的响应比副回路满，控制周期比副回路长，一般取副回路