计控(3-2PID).ppt

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1、计算机控制技术ComputerControlTechnology（3）TANGNAN1数字控制器连续化设计：数字PID控制器模拟PID调节器TANGNAN2PID控制器的控制参数KP：比例增益；TI：积分时间TD：微分时间；T：采样周期TANGNAN3基本数字PID算法：位置式算法TANGNAN4基本数字PID算法：增量式算法TANGNAN5增量式PID算法的优点不需要做累加，计算误差影响小。控制输出误动作影响小。易于实现无冲击切换。TANGNAN6数字调节器数字PID调节器TANGNAN7数字调节器数字PID调节器－可编程调节器－DCS系统TANGNA

2、N8数字调节器组成原理框图TANGNAN9数字PID应用编程：字长问题：决定控制精度小数点处理问题：定点数/浮点数输出限幅：IfU(t)≥UmaxthenU(t)=UmaxIfU(t)≤UminthenU(t)=UminTANGNAN10数字PID应用积分量化误差：增量PID积分项：ΔUi=Kie(k)=(KpT/Ti)e(k)当T<ε,ΔUi=KiSi,Si=0TANGNAN11改进的数字PID控制算法积分分离PID控制算法2.不完全

3、微分PID控制算法3.带死区的PID控制算法4.消除积分不灵敏区的PID控制……等等TANGNAN12积分分离PID控制算法设积分阈值R

4、e

5、>R不做积分

6、e

7、

8、u

9、≤Umax停止积分停止积分TANGNAN14不完全微分法不完全微分的位置算法：TANGNAN15微分先PID可以减少给定频繁剧烈变化对系统的影响TANGNAN16带死区的PIDTANGNAN17PID控制参数的整定TANGNAN18采样周期T的选择Shannon定理临界稳定采样周期给定值变化频率对象特性执行器特性控

10、制算法控制回路数流量1-5s压力3-10s液位6-8s温度15-20s成分15-20TANGNAN19常用PID参数选择TANGNAN20试凑法整定观察系统响应曲线，根据各环节参数对系统响应的大致影响，反复凑试参数，以达到满意的响应，从而确定PID参数。按先比例，后积分，再微分的整定步骤。Kp增大，系统响应加快，静差减小，但系统振荡增强，稳定性下降；Ti增大，系统超调减小，振荡减弱，但系统静差的消除也随之减慢；Td增大，调节时间减小，快速性增强，系统振荡减弱，稳定性增强，但系统对扰动的抑制能力减弱。TANGNAN21临界比例度（criticalPropo

11、rtionalband）法整定Ziegler-Nicholstuningmethod调节器类型KTiTdP0.5Kr//PI0.45Kr0.85Tr/PID0.6Kr0.5Tr0.12Tr先在单纯比例作用(P)下，将比例增益逐步增加(亦将比例度逐步减小)，直到输出出现等幅振荡为止。此时的比例度称为临界比例度，振荡周期称为临界周期。然后按照公式，计算出在采用P.，PI或PID控制算法时应选取的的参数值。TANGNAN22其它工程常用整定方法阶跃曲线法衰减曲线法扩充临界比例度法归一参数法TANGNAN23工程PID整定顺口溜整定参数寻最佳,从小到大逐步查;先

12、调比例后积分,微分作用最后加;曲线震荡很频繁,比例刻度要放大;曲线漂浮波动大,比例刻度要拉小;曲线偏离回复慢,积分时间往小降;曲线波动周期长,积分时间要加长;曲线震荡动作繁,微分时间要加长.TANGNAN24数字PID应用例1反应釜温度控制回路TANGNAN25数字PID应用例2供水水压控制回路TANGNAN26数字PID应用例3管式加热炉温度控制回路TANGNAN27数字PID系统计算机模拟(Simulink)PI调节，Kp＝1，Ki＝0.105TANGNAN28数字PID系统计算机模拟(Simulink)仿真结果TANGNAN29数字PID系统计算机

13、模拟仿真结果（2）TANGNAN30思考题数字PID调节算法中积分系数ki定义为：ki=(kp‧T)/Ti，问其中的T表示什么参数？积分时间b.微分时间c.采样周期e.比例度TANGNAN31思考题数字PID调节算法中积分系数ki定义为：ki=(kp‧T)/Ti，问其中的T表示什么参数？积分时间b.微分时间c.采样周期e.比例度答：cTANGNAN32思考题增量式PID运算具有许多优点，但使用时必须具有下列哪项条件？a.大周期采样场合b.执行器须带有积分或累加功能c.需要无扰动切换的场合e.偏差较小的系统TANGNAN33思考题增量式PID运算具有许多优

14、点，但使用时必须具有下列哪项条件？a.不等周期采样场合b.执行器须带有积分或累加