过程动态特性的数学描述及其经典测试法-浙江大学控制学院.ppt

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1、PID参数整定于玲浙江大学控制系2015/03/30课堂提问控制器TT27的正反作用？哪种控制作用？描述闭环整定方法整定控制器参数描述开环整定方法整定控制器参数课堂测试图示为针对反应器采用继电器型PID自整定方法得到的曲线，试确定PID控制器的参数。控制规律KcTiTdP0.5KcuPI0.45Kcu0.83TuPID0.6Kcu0.5Tu0.12Tuoutline均匀控制防积分饱和控制器无扰动切换液位回路试分析两个液位回路的不同之处液位回路的动态特性不少液位对象为非自衡的积分过程，无法进行阶跃响应测试。当进

2、料流量变化为主要扰动时，对于液位控制回路，可能存在两种不同的控制目标(1)常规液位控制，也称“紧液位控制”(2)液位均匀控制，也称“平均液位控制”常规液位控制控制目标是使液位与其设定值的偏差尽可能小，对MV（如输出流量）的波动则无限制。假设该液位过程为自衡过程，则可采用阶跃响应获取K、T、τ，并可采用常规的参数整定法假设该液位过程为非自衡过程，常采用PI控制器，而且控制增益大、积分作用弱（即接近纯比例控制器）液位控制仿真举例液位均匀控制控制目标是使操作变量（如储罐输出流量）尽可能平缓，以减少对下游装置的干扰，

3、而贮罐液位允许在上下限之间波动。液位均匀控制常采用比例控制器（在实际应用中，可采用PI控制器，并选择积分时间足够大，以减少积分作用）。比例增益的整定原则：比例增益应尽可能小，只要液位的波动幅度不超过允许的上下限（对于可能的大幅度输入流量干扰）。液位均匀控制系统的分析假设被控过程的动态方程为其中A为储罐的截面积。假设液位变送器与控制阀满足液位均匀控制系统的分析（续）对于某一纯比例控制器,Gc=－Kc,PID控制的“积分饱和”问题问题：当存在大的外部扰动时，很有可能出现控制阀调节能力不够的情况，即使控制阀全开或全

4、关，仍不能消除被控输出y(t)与设定值ysp(t)之间的误差。此时，由于积分作用的存在，使调节器输出u(t)无限制地增大或减少，直至达到极限值。而当扰动恢复正常时，由于u(t)在可调范围以外，不能马上起调节作用；等待一定时间后，系统才能恢复正常。单回路系统积分饱和仿真结果单回路系统的防积分饱和讨论：正常情况为标准的PI控制算法；而当出现超限时，自动切除积分作用。可以吗？单回路系统的抗积分饱和举例工业单回路PID控制器PID1PID2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；

5、Man(手动)状态，使调节器输出等于手操器的输出。