PID参数的工程整定方法.pptx

PID参数的工程整定方法 ;基本控制规律及其作用效果 ;?第一节????基本控制规律及其作用效果;; 在工业生产过程控制中，常用的基本调节规律大致可分为： 1-1、位式调节 也就是常说的开/关式调节，它的动作规律是当被调参数偏离给定值时，调节器的输出不是最大就是最小，从而使执行器全开或全关。在实际应用中，常用于机组油箱恒温控制、水塔以及一些储罐的液位控制等。 ; 在实施时，只要选用带上、下限接 点的检测仪表、位式调节器或PLC、再 配一些继电器、电磁阀、执行器、磁力 起动器等即可构成位式控制系统。如图1 所示。;图1 位式控制系统实例; 因此，位式控制的过渡过程必然是一个持续振荡的过程。如图2所示。; 1-2、比例调节 ;; 比例调节依据“偏差的大小”来动 作。它的输出与输入偏差的大小成比例，调节及时，有力，但是有余差。 用比例度δ来表示其作用的强弱，其单位用%表示。例如比例度60%，即表示当 偏差为量程的60%时，输出变化值为 量程的100%。δ越小，调节作用越强， 调节作用太强时，会引起振荡。比例调节作用适用于负荷变化小，对象纯 滞后不大，时间常数较大而又; 允许有余差的控制系统中，常用于塔和储罐的液位控制以及一些要求不高的压力控制中。使用时应注意，当负荷变化幅度较大时，为了平衡负荷变化所需的调节阀开度变化也将较大，待稳定后，被调参数的余差就可能较大。比例控制规律的动态方程为：; 其中：y（t）—— 输出变化量。 e（t）—— 输入变化量。 Kp —— 比例增益。 δ —— 比例度，它是Kp的倒数。 1-3、积分调节 它依据“偏差是否存在”来动作。 它的输出与偏差对时间的积分成比例，只有当余差完全消失，积分作用才停止。其实质就是消除余差。但积分作用使最大动偏差增大，延长了调;;; 其中：TI —— 积分时间。 1-4、微分调节 它依据“偏差变化速度”来动作。 它的输出与输入偏差变化的速度成比例，其实质和效果是阻止被调参数的一切变化，; 其中：TD —— 微分时间。 ;第二节 实际应用的控制规律 ; 由于位式调节及易引起振荡，所以除特定场合外，一般应用较少，使用较多的是比例、积分、微分调节作用。但实际上单纯使用比例、积分、微分作用的场合也较少，最多使用的是三种调节规律的组合。组合后的调节规律由图3所示，PID三作用调节质量最好、PI次之，积分最差因此很少单用。其中： PI作用的传递函数为：;;;第三节 PID参数的工程整定方法 ; 调节器参数的整定，是自动调节系统中相当重要的一个问题。在调节方案已经确定，仪表及调节阀等已经选定并已装好之后，调节对象的特性也就确定了，调节系统的品质就主要决定于调节器参数的整定。因此，调节器参数整定的任务，就是对已选定的调节系统，求得最好的调节质量时调节器的参数值，即所谓求取调节器的最佳值，具体讲就; 是确定最合适的比例度、积分时间和微分时间。 把参数整定工作放在怎样的位置，存在两种片面的看法：一种看法是过分强调了参数整定的作用，把调节器参数整定看作自动化理论的核心，这当然是错误的。因为调节器参数只能在一定范围内起作用，如果方案不合理，工况改变、或属于仪表和调节阀故障，则不论怎样去调整比例度，积分时间和微分时间，仍然达不到预定的调节质量要求。 ;;; 另一种看法是过分地贬低参数整定的作用，我们会遇到三类不同的系统情况。第一类是较容易调节的系统：比例度、积分时间和微分时间可以放在很宽的范围，调节质量都能满足。第二类是方案选择不当的系统，不论怎样去整定参数，系统仍不能良好的运行。如果只看到以上两种情况，是会产生不必重视调节器参数整定的错觉。实际上有相当多数量的系统介于这两种极端情况之间，这可以说是第三类的系统，它们在整定参数选择得当的时候，可以运行得很好，; 反之，在整定参数不合适时，调节质量就达不到要求。我们不要将它们与第二类系统混同起来，错当成不能投入自动的系统。另外，对第一类系统来说也有使调节质量进一步完善的要求。 因此，我们应当重视调节器参数整定的工作，而不要片面地看问题。 参数整定的方法