离散PID、PID参数整定.pptVIP

检测系统首先投入运行 阀门手动遥控，以达到正常工作下的开度 检查控制器的正反作用及设定PID参数，按无扰动切换的原则将控制器由手动切换到自动。 2、系统的维护 定期检查自控设备，特别是阀门、测量变送环节，应经常检查调校，发现问题及时解决，避免控制失灵。 发生故障后的检查处理 当检测系统发生越限报警信号时 当仪表显示值失常时 当控制器输出失常时 第十节 与PID密切相关的几类系统 一、二维PID系统 △Ui必须是e的函数，而△Up则可以是e的函数，也可以是y(t)的函数，有三种PID控制系统的构成形式 1、PID形式——跟踪设定值能力强 2、I?PD形式——克服扰动的能力强 3、二维PID形式： α，β为待定系数，0～1之间，α、β合适时，则跟踪设定值、克服扰动能力都强 (1-d)P+I+(1-β)D αP+βD G(s) U y 二、时间比例控制系统 一个采样周期 △t内开的时间为△t1，关的时间为△t2， △t1/△t2随着e的变化而变化 三、自整定控制器：使PID参数的整定完全自动进行 1、辨识与控制结合（见下图） 包括两个回路： （1）内回路：可变参数的PID控制器 （2）外回路：动态特性辨识，PID参数的调整 缺点：需要较多关于被控对象的先验知识，特别是时间常数的数量级，以确定采样周期或数字滤波器的时间常数 调节器 继电器 对象 C A T 2、极限环方法 先通过人工控制使系统进入稳定工况，然后按下整定按钮，继电器控制，得到极限环，然后根据极限环的幅值和振荡周期计算出调节器的参数值——只能间歇进行 调节器 对象 锁存 波形分析 参数调节 + - 4、响应曲线法 3、波形识别法 基本思路：当系统受到设定值变化或外界干扰时，对其过渡过程数据记录并进行分析，计算当时的衰减度和工作周期，或其他的一些特征量（如偏差积分值等），并与理想的过渡过程曲线及理想的特征量进行比较，根据理想与实际的差别对PID参数进行调整 第八节 离散的PID控制算法 一、离散的PID算法： DDC控制框图如下所示： 离散PID算法：积分——数值积分，微分——差分 1、位置式算法 特点： 必须要知道初始阀位Us，一般需经模拟变送后，由采样通道送入计算机。 积分作用相当于当前时刻与以前所有偏差之和－积分饱合。 可直接与数字调节阀连接。或通过D/A转换 2、增量算法： 3、速度式算法： 说明： 增量算法利用脉冲发生器，将数字量转化为脉冲，推动步进电机，由步进电机转化为模拟量，不需要知道初始阀位。 速度算法需要采用积分式执行机构 手动、自动切换方便 增量，速度算法不会产生积分饱和现象 每次只需计算增量，计算简单 图1－45 增量式PID算法框图 二、改进PID算法： 1、对于积分作用： （1）圆整误差的问题 计算机的精度限制； 改进算法：增加累加单元，当Δui(k)出现机器零时，开始把e(k)保存在累加单元中，直到Δui(k)不为零为止 （2）积分分离：积分除了消除误差外，对其他控制指标都是不利的，如图1-46所示，积分作用引入了相角滞后。 （3）梯形积分问题:减小噪声对Δui(k)的影响 ︱e(k) ︱＞A，取消积分作用 ︱ e(k) ︱≤A，引入积分作用 改进算法：积分分离，即在系统偏差较大时，取消积分作用，一旦受控变量接近设定值时，才会产生积分作用： 2、微分作用D （1）微分先行：为了避免调整设定值时，微分作用产生较大的突变，微分先行将微分部分移至测量通道中 （2）不完全微分：即用实际的PD环节来代替理想的PD环节 用实际PD环节代替理想PD环节 PI + - 或是理想PID环节串联一个一阶惯性环节 PI + - U(s) PID Gf(s) E(s) U’(s) 图1-2-14 其离散位置式算式： 其中： 其离散增量式等式 其离散速度式等式： 其中： 其中： （3）输入滤波：四点中值差分 三、控制度与采样周期的选择 1、离散式PID算法与连续PID 算法相比具有的优点： P、I、D三个参数相互独立，可分别整定 Kc,Ti,Td可在更大的范围内自由选择。 积分和微分控制作用的改进措施，较之模拟式控制器更为灵活多变 2、离散式PID算法与连续PID 算法相比具有的缺点： 当采用等效的P I D参数时，离散PID控制的品质往往低于连续控制 3、控制度 采样周期：△t 越小，则控制度值越小，离散PID的品质越好△t的选择：香农定理：采样周期必须小于工作周期的一半 实际上，一般取 四、用计算机实现DDC的一些问题 1、输入： 滤波、采样、运算、输出必须在一个采样周期内完成 2