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时间:2019-06-02
《PID整定原则(自平衡、积分、比例系数计算)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、PID整定原则PID整定原则先是比例后积分,最后再把微分加 曲线振荡很频繁,比例度盘要放大 曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳 曲线偏离回复慢,积分时间往下降 曲线波动周期长,积分时间再加长 曲线振荡频率快,先把微分降下来 动差大来波动慢。微分时间应加长 理想曲线两个波,前高后低4比1 一看二调多分析,调节质量不会低 λ法整定控制回路PID参数一、 PID控制器的基本原理1、比例控制器(P)比例控制器的传递函数为Gc(S)=Kp,其作用是调整系统的开环比例系数,提高系统的静态精度,加快系统的响应速度,但
2、对于高于二阶的系统,Kp过大会造成系统的不稳定。2、积分控制器(I)积分控制器的传递函数为Gc(S)=1/TiS,Ti为积分时间。它的作用是消除系统的静态误差,但积分控制有时会改变系统的稳定性,降低系统响应速度。3、比例加积分控制器(PI)比例积分控制器的传递函数为Gc(S)=Kp(1+1/TiS),由于它有Kp和Ti两个可调参数,因此可兼有比例和积分两种控制器的优点,使系统既稳定又有较好的静态和动态性能,这种控制是工程上用途最为广泛的。4、比例加微分(PD)比例加微分控制器的传递函数为Gc(S)=Kp(1+TdS),Td为微分时间。它
3、所产生的控制作用不仅反映了系统的静态误差,同时还反映了误差信号的变化率,因此微分使控制信号提前作用,使系统的响应振荡减轻,过渡过程加快,对系统的稳定性有利。5、比例加积分加微分控制器(PID)PID控制器的传递函数为Gc(S)=Kp(1+1/TiS+TdS),兼具比例积分和微分控制器的优点,是应用很普遍的一种控制器。二、λ法整定回路:λ法整定法起源于1968年,由Dahlin最先提出,可参考以下文献:DahlinE.B.,DesigningandTuningDigitalControllers,InstrandContSyst,41(6
4、),77,1968。以下针对自平衡系统和积分系统分别给出例子,以供参考。自平衡系统PID整定(流量,组分,温度,大部分压力)1、回路置手动,OP改变5%(改变幅度可以同操作工商量),当PV达到新的稳态值,OP回到原来的值。2、从1中得到的趋势图上,估计过程增益,滞后时间和过程时间常数。3、从表一中选择最符合1中得到的响应的简单模型。4、选择所想要的闭环时间常数λ,通常的规则:λ比滞后时间与过程时间常速的和要大。5、在3中所选模型的基础上计算控制器增益。把这些数输入控制器,回路投自动,改变设定值或负荷观察响应。如需要就调整比例增益修改响应
5、速度。例一:λ整定一流量回路。PV~过程变量=流量,变送器量程是0-2000gpm,计算过程增益:Kp=ΔPV/ΔOP=150/5=30计算过程常数:过程时间常数:τ=10s(PV从650到650+63.2%ΔPV(约745)的时间)计算滞后时间:θ=0s计算比例增益:Kc=τ/[Kp*K*(λ+θ)]=10/[30*0.05*(20+0)]=0.333 τ=10s,Kp=30,K=100/R=100/2000=0.05 λ:闭环时间常数,在这里选20s计算积分增益:Ti=τ/60=1
6、0/60=0.167(分钟)(相当于每分钟6次)例二、λ法整定一液位控制回路(积分过程)积分过程的整定方法类似自平衡过程,不同的是过程变量不能达到稳态。计算过程增益:过程增益:Kp=ΔPV/[(ΔOP*Δt)]=10/[10*120]=0.00833滞后时间:θ=0s计算比例增益:100/ALV在此对ALV作简要解释:ALV是允许的液位变化的简称,液位控制的主要目标是允许罐能缓冲突然的流量变化,保证下游变量的扰动最小。ALV指的就是在正常操作中允许的液位偏离设定值的最大变化,它是用%比来表示的,尽量使用最大的ALV,这样罐就能够吸收扰动
7、。 例如,如果液位设定值是60%,ALV选择25%,那么,即使流量负荷发生了从0%到100%的阶跃,液位将保持在35%~85%。令ALV=33.3%,则Kc=100/ALV=100/33.3=3.0 λ=ALV/[50*Kp]=33.3/(50*0.00833)=80s注意:此处λ不是任意选的,而是选择合适的ALV来计算λ。计算积分时间:Ti=λ/30=80/30=2.67(分钟)(相当于0.375次/分钟)表一简单过程模型的整定公式过程模型对交互式PID算法(不需要微分作用)备注Kc比例系数积分时间
8、:Ti(分钟) τ/60通常用于大部分非积分过程 100/ALVλ/30通常用于积分过程对液位控制来说,λ=ALV/(50*Kp)ALV:允许的液位变化(%) Ti:积分时间 Kc:比例增益θ:滞后时
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