过程控制系统及仪表 教学课件 作者 张勇 13单回路控制系统.ppt

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1、参数范围控制系统δTI/minTD/min液位20%~80%——压力30%~70%0.4~3—流量40%~100%0.1~1—温度20%~60%3~100.3~1表3-12控制器整定参数经验范围第五节控制器的参数整定振荡频繁，应增大比例度参数范围控制系统δTI/minTD/min液位20%~80%——压力30%~70%0.4~3—流量40%~100%0.1~1—温度20%~60%3~100.3~1表3-12控制器整定参数经验范围应减小比例度应增加积分时间应减小积分时间应减小TD应增大TD三、临界比例度法（稳定边界法）控制参数控制作用δTITDP2

2、δk——PI2.2δk0.85Tk—PID1.7δk0.5Tk0.13Tk表3-13临界比例度法参数计算表（Ψ≥0.75）临界比例度法的理论依据:控制系统边界稳定条件。这里作一简要说明。设开环控制系统的传递函数为，则闭环控制系统的特征方程为如果闭环控制系统处于边界稳定状态，则特征方程至少有一对虚根。将代入特征方程就可得到（3-36）上式表示：当开环控制系统的频率特性曲线通过点时，则闭环控制系统处于边界稳定状态，并且发生振荡的频率将等于曲线通过点的那个频率，这就是奈奎斯特稳定判据。当把控制系统归并为控制器和广义对象两大环节组成时，则式（3-36）可

3、改写成（3-37a）或（3-37b）如果和用实部和虚部或模和幅角表示，即（3-38a）（3-38b）则式（3-37）可写成从而得到系统处于边界稳定的条件：（3-39）或（3-40）由于广义对象的传递函数是已知的，因此，可根据式（3-39）或式（3-40）计算出控制系统在边界稳定时的振荡频率和控制器的参数。例如，当控制器采用比例作用时，控制器的频率特性为所以或将上式代入式（3-39）或式（3-40）就可得到控制系统处于边界稳定时，控制器的比例度和振荡频率。或等幅振荡的周期为对于实际的控制系统，由于要求它不仅稳定，而且还要有一定的稳定裕量，即要求有一

4、定的递减率，因此，根据式（3-39）或式（3-40）所确定的参数还要修正。考虑到实际控制系统要求递减率，再根据大量操作经验的总结，于是，便得到了控制器的整定参数与临界比例度和临界振荡周期间的关系表。式(3-39)：式(3-40)：表3-144:1控制器整定参数表控制参数控制作用δTITDPδs——PI1.2δs0.5Ts—PID0.8δs0.3Ts0.1Ts表3-1510:1控制器整定参数表整定参数控制作用δTITDP——PI1.22tr—PID0.81.2tr0.4tr五、响应曲线法表3-16响应曲线法控制器整定参数经验公式表整定参数控制作用δ

5、TITDP——PI—PID上述四法比较：六、衰减频率特性法系统描述包围（-1，j）过（-1，j）不包围（-1，j）开环频率特性Wk(j)闭环系统不稳定闭环系统处于稳定边界上闭环系统稳定衰减频率特性Wk(m,j)闭环系统稳定裕量小于m闭环系统稳定裕量等于m闭环系统稳定裕量大于m