pid控制器比例控制器-浙江大学.ppt

闭环整定法 由纯比例控制下的等幅振荡曲线，获得临界控制器增益 Kcu与临界振荡周期 Tu，并按下表得到正常工作下的控制器参数。 控制规律 Kc Ti Td P 0.5Kcu PI 0.45Kcu 0.83Tu PID 0.6Kcu 0.5Tu 0.12Tu 闭环整定法 临界比例度法的局限性： 生产过程有时不允许出现等幅振荡，或者无法产生正常操作范围内的等幅振荡。 闭环整定法 在手动状态下，改变控制器输出（通常采用阶跃变化），记录被控变量的响应曲线； 根据单位阶跃响应曲线求取“广义对象”的近似模型与模型参数； 根据控制器类型与对象模型，选择PID参数并投入闭环运行。 根据系统闭环响应情况，增大或减少控制器增益Kc直至满意为止。 工程整定法3-开环整定法 开环整定法 获得广义对象模型 对象的近似模型： 开环整定法(Ziegler-Nichols 法) 控制器类型 Kc Ti Td P ∞ 0 PI 0 PID 注意：上述整定规则仅限于 取值 开环整定法(Lambda 法) 控制器 Kc Ti Td P PI T PID T τ/2 注意：上述整定规则不受τ/T 取值的限制 广义对象特性参数： K = 1.75 T = 6.5,τ= 3.3 min 若采用 PI 控制器， Z-N 法：Kc = 1.0, Ti = 11 min Lambda 法：Kc = 0.56, Ti = 6.5 min 开环整定法 广义对象特性参数： K = 1.75 T = 6.5,τ= 6.3 min 若采用 PI 控制器， Z-N 法：Kc = 0.53, Ti = 20.8 min Lambda 法：Kc = 0.30, Ti = 6.5 min 开环整定法 继电器型PID自整定器 具有继电器型非线性控制系统 问题：分析上述非线性系统产生等幅振荡的情况？ 继电器输入输出信号分析 周期信号的Fourier级数展开 一个以T为周期的方波函数f (t)可以展开为 假设继电器的幅值为d，则继电器输出的一次谐波 继电器型控制回路的等幅振荡 假设： 一次谐波分量占优 对象具有低通特性 则继电器输入信号的振幅a为 系统产生振荡时满足： 再由临界比例度法自动确定PID参数. 继电器型PID自整定举例 工业单回路PID控制器 PID1 PID2 手自动无扰动切换 实现方式： Auto (自动)状态，使手操器输出等于调节器的输出； Man(手动)状态，使调节器输出等于手操器的输出。 小结 反馈控制器的正反作用 过程控制系统的性能指标 PID控制律的特性 PID控制器选择 单回路PID控制器参数整定 以管式加热炉工艺介质的出口温度控制为例，说明为什么要引入串级控制？ 在串级控制方案中，副参数（即内回路的被控变量）的选择至关重要。仍以加热炉工艺介质出口温度控制问题为例，说明副参数选择的基本要求与原则。 以炉出口温度与燃料气流量的串级控制方案为例，描述其控制系统方块图，并指出与主副控制器对应的广义被控对象。。 试解释串级控制器参数整定的常用步骤；并结合加热炉出口温度控制系统的Simulink仿真模型，详细说明串级控制系统PID参数的整定方法。 串级控制系统中存在积分饱和的根本原因是什么？如何采用相应的防积分饱和措施。 以换热器出口温度控制问题（其操作变量为蒸汽流量）为例，如何引入串级控制方案以提高系统的抗干扰能力？ 串级控制预习讨论题 描述整个反馈过程，确定需要负反馈 * * * 两种仿真情况： 其它参数不变，仅仅积分时间变化； 保持系统稳定不变为前提，当积分时间变化后相应调整比例度。 注意：在simulink仿真中的PID控制器中可调的积分作用为积分时间的倒数。 仿真结果分析 * * 工业PID控制算法不同于理论PID算法，为什么？ * * （即将积分时间设为无穷大，微分时间取为0） * * PID控制与参数整定 张建明 浙江大学智能系统与控制研究所 2015/03/17 课堂测试 1、指出该过程的CV、MV、DV; 2、画出控制系统方框图。 3、描述控制系统是如何运作的？ 4、蒸汽流量调节阀的特性选择，理由？ 5、指出广义对象的输入和输出。 讨论题 反馈控制器正反作用的定义是什么？针对具体对象，如何选择控制器正反作用？ 如何评价一个控制系统的品质？ 描述P, PI 与 PID控制器的输入输出关系 对于常见的被控过程，为什么采用P控制器会产生余差而采用PI控制器能消除余差？ 为什么PID控制器中的微分作用在实际过程中使用的不多？ PID参数整定方法 主要内容 反馈控制器的正反作用 过程控制系统的性能指标 PID控制律的特性 PID控制器选择 单回路PID控制器参数整定 如何构成负反馈？ 如何构成一个负反馈控制系统？ Gc(s)：控制器； Gv(s)：