pid控制在烟草行业中的应用

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1、PID控制在烟草行业中的应用　　面对中国加入世贸组织(WTO)以后的竞争压力和世界卫生组织(WHO)《烟草控制框架公约》的社会压力，自XX年下半年开始，国家局组织行业内外有关专家起草了《中国卷烟科技发展纲要》，这个《纲要》，明确了中国卷烟的科技发展方向，提出了以发展中式烤烟型卷烟为主，积极研究开发中式混合型卷烟。要发展中式卷烟是一项系统的工程，而制丝工艺技术是重中之重。从技术角度上看，制丝工艺技术是卷烟工业企业的核心技术之一，制丝工艺技术水平的高低，直接影响着卷烟产品的成本和质量，从长远看，制丝工艺技术水平的高低，不仅对未来中式卷烟产品在国内外市场上

2、的表现起着重要作用，而且还必将对我国烟草行业的生存和发展产生重要影响。要改变那种只重视外观质量、物理指标而忽视内在质量的现象，其中一个重要的技术支撑就是对PID在制丝工艺中的应用进行认真细致的研究，因为如何较好利用PID控制是保证产品质量稳定的前提，如水分、温度等不稳定将直接对烟丝的结构和内在品质产生极大的影响。一．系统概述PID控制包含比例、积分、微分三部分，实际中也有PI和PD控制器。PID控制器就是根据系统的误差利用比例积分微分计算出控制量，控制器输出和控制器输入之间的关系在时域中可用公式表示如下: PID控制在烟草行业中的应用　　面对中国加入

3、世贸组织(WTO)以后的竞争压力和世界卫生组织(WHO)《烟草控制框架公约》的社会压力，自XX年下半年开始，国家局组织行业内外有关专家起草了《中国卷烟科技发展纲要》，这个《纲要》，明确了中国卷烟的科技发展方向，提出了以发展中式烤烟型卷烟为主，积极研究开发中式混合型卷烟。要发展中式卷烟是一项系统的工程，而制丝工艺技术是重中之重。从技术角度上看，制丝工艺技术是卷烟工业企业的核心技术之一，制丝工艺技术水平的高低，直接影响着卷烟产品的成本和质量，从长远看，制丝工艺技术水平的高低，不仅对未来中式卷烟产品在国内外市场上的表现起着重要作用，而且还必将对我国烟草行业

4、的生存和发展产生重要影响。要改变那种只重视外观质量、物理指标而忽视内在质量的现象，其中一个重要的技术支撑就是对PID在制丝工艺中的应用进行认真细致的研究，因为如何较好利用PID控制是保证产品质量稳定的前提，如水分、温度等不稳定将直接对烟丝的结构和内在品质产生极大的影响。一．系统概述PID控制包含比例、积分、微分三部分，实际中也有PI和PD控制器。PID控制器就是根据系统的误差利用比例积分微分计算出控制量，控制器输出和控制器输入之间的关系在时域中可用公式表示如下: 　　公式中e表示误差、控制器的输入，u是控制器的输出，KF为比例系数、Ki积分时间常数、

5、Kd为微分时间常数。其公式又可表示为： 　　公式中U(s)和E(s)分别为U(t)和e(t)的拉氏变换，Td=Kd/KF,Ti=KF/Ki。KF、Ki、Kd分别为控制器的比例、积分、微分系数。比例控制比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当只有比例控制时系统输出存在稳态误差。积分控制在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取关于时间的积分，随着时

6、间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。微分控制在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分成正比关系自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出現振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性的元件和有滞后的元件，使力图克服误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使克服误差的作用的变化要有些“超前”，即在误差接近零时，克服误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中只引入“比例”项往往是不

7、够的，比例项的作用只是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使克服误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重地冲过头。所以对有较大惯性和滞后的被控对象，比例+微分(PD)的控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。二．应用早期的PID在烟草行业的应用主要是以单闭环控制为主，因PID控制从开始调节到进入稳定需要一定的时间，造成了生产过程中料头料尾的产品质量无法达到设定的要求，而且受到外界干扰因素的影响很大，从而影响产品内在质量的稳定性。而现在的PID控制在烟草行业的应用

8、大部分是多闭环控制，解决了料头料尾及生产过程中内在质量的不稳定现象，把外界干扰因素对生产所造成的影响降到最低