第7章 简单控制系统CAI.ppt

7.5 控制器控制规律的选择 ?控制器的正、反作用可以通过改变控制器上的正、反作用开关自行选择，如图7-13所示。 图7-13 控制器的正、反作用开关示意图 7.6 控制器参数的工程整定 控制器参数的整定，就是根据已定的控制方案,确定调节器的最佳参数值（比例度?、积分时间TI、微分时间TD），以便使系统能获得最好的控制质量。 控制器参数的整定方法： ?理论计算法（少用）； ?工程整定法。 7.6 控制器参数的工程整定 1.临界比例度法 在纯比例（TI置“?”位置，TD置“0”位置）运行下，通过试验（在阶跃干扰下，如图7-18所示，从大到小逐渐改变控制器比例度，直至系统产生临界等幅振荡，如表7-1中曲线所示），得到临界比例度?k和临界周期Tk，然后根据经验总结出来的关系(表7-1)，求出控制器各参数整定值。 7.6 控制器参数的工程整定 表7-1 临界比例度法参数计算公式表 图7-18 阶跃干扰信号 临界比例度法，方法简单，适用于比例度较大的一般控制系统。 控制作用 比例度?/% 积分时间 TI/min 微分时间 TD/min 比例 比例+积分 比例+微分 比例+积分+微分 2?k 2.2?k 1.8?k 1.7?k 0.85Tk 0.5Tk 0.1Tk 0.125Tk 7.6 控制器参数的工程整定 2.衰减曲线法 （1） 4:1衰减曲线 在纯比例（TI置“?”位置，TD置“0”位置）运行下，先将比例度预置较大的数值上，在系统达到稳定后，用改变给定值的办法加入阶跃干扰，观测被控变量记录曲线的衰减比，从大到小改变比例度，直至出现4?1的衰减比为止，见表7-2中曲线。记录下此时的比例度?s（称为4:1衰减度），并从曲线上得到衰减周期Ts。然后根据经验公式表7-2，求出控制器的参数整定值。 7.6 控制器参数的工程整定 （2） 10:1衰减曲线 同样，可得到10:1衰减曲线，见表7-3 中曲线，记录下此时的比例度??s和最大偏差时间（又称上升时间）Tr，然后根据经验公式表7-3，求出控制器相应的参数整定值。 衰减曲线法比较简单，适合于一般情况下的各种参数的控制系统。对于干扰频繁的系统不适用 7.6 控制器参数的工程整定 表7-2 4?1衰减曲线法控制器参数计算表 表7-3 10?1衰减曲线法控制器参数计算表 控制作用 ?/% TI/min TD/min 比例 比例+积分 比例+积分+微分 ??s 1.2??s 0.8??s 2Tr 1.2Tr 0.4Tr 控制作用 ?/% TI/min TD/min 比例 比例+积分 比例+积分+微分 ?s 1.2?s 0.8?s 0.5Ts 0.3Ts 0.1Ts 图7-18 阶跃干扰作用 7.6 控制器参数的工程整定 3.经验凑试法 根据经验(表7-4)先设置调节器参数值，然后通过不断观测过程曲线，逐渐凑试，直到获得满意的调节参数值为止。 经验凑试法的关键是“看曲线，调参数”；明确控制器参数变化对过渡过程曲线的影响关系。最终达到“理想过渡过程两个波” 的阶跃响应曲线。 经验凑试法很简单，应用广泛，特别是外界干扰作用频繁、记录曲线不规则的控制系统，这种方法最适合。但凭经验，具有一定主观性，整定费时。 不同的参数匹配有时会得极为相近的过渡过程。如初馏塔塔顶温度控制系统，以下两组参数： ?=15％ TI=7.5 min ?=35％ TI=3 min 可获得基本相同的控制效果。 7.6 控制器参数的工程整定 3.经验凑试法 根据经验(表7-4)先设置调节器参数值，然后通过不断观测过程曲线，逐渐凑试，直到获得满意的调节参数值为止。 经验凑试法的关键是“看曲线，调参数”。明确控制器参数变化对过渡过程曲线的影响关系；最终达到“理想过渡过程两个波” 的阶跃响应曲线。 经验凑试法很简单，应用广泛，特别是外界干扰作用频繁、记录曲线不规则的控制系统，这种方法最适合；但凭经验，具有一定主观性，整定费时；不同的参数匹配有时会得极为相近的过渡过程。 7.6 控制器参数的工程整定 表7-4 控制器参数的经验数据表 控 制对 象 对 象 特 性 ?/% TI/min TD/min 流 量 温 度 压 力 液 位 对象时间常数小，参数有波动，?要大；TI要短；不用微分 对象容量滞后较大，即参数受干扰后变化迟缓，?应小；TI要长；一般需加微分 对象容量滞后一般，不算大，一