PID参数整定及其在中央空调中的应用.pdf

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1、第22卷第5期制冷与空调Vol.22No.52008年10月RefrigerationandAirConditioningOct.2008.43～46文章编号：1671-6612（2008）05-043-04PID参数整定及其在中央空调中的应用王大伟翁文兵徐剑（上海理工大学城市建设与环境工程学院上海200093）【摘要】PID控制在中央空调领域得到了广泛应用。介绍了PID参数整定的几种方法，然后采用频域分析法，对这几种整定方法进行了分析。中央空调系统控制的复杂性已向传统的PID控制提出了挑战。【关键词】中央空调；PID控制；参数整定中图分类号TP273文献标识码AThePIDp

2、arameter-tuninganditsapplicationincentralair-conditioningWangDaweiWengWenbingXuJian（CollegeofUrbanConstruction&EnvironmentalEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093）【Abstract】controltechnigueiswidelyappliedincentralair-conditioningfield.Adoptingfrequencydomainap

3、proach,PIDparametersareadjustedtoimprovethequalityofcontrolsystem.Thecomplexityofcentralair-conditioningcontrolsystemchallengethetraditionalPIDcontroltechnigue.【Keywords】centralair-conditioning；PIDcontrol；tuningparameters0引言度，并且在作用误差的值变得很大之前产生一个有在空调的自动调节系统中，控制器是其最主要效的修正。的组成部分。在一个自动系统调节中，实现何种

4、控同时，我们应研究控制对象的特性。这里仅以制过程，是由控制系统的控制器来决定的。在各种温度举例，包括空调房间温度的放大系数K、时间过程的自动控制的发展历程中，PID控制具有原理常数τ和延迟时间L。放大系数K表示为送风温度简单、使用方便、适应性强、控制品质对被控对象每改变1℃所引起工作区内温度改变的量。时间常的特性不太敏感等特点，因而在中央空调领域得到数τ表示温度受到干扰后，达到新的稳定值的快了广泛应用。PID控制器中比例系数Kc，积分常数慢。延迟时间L表示房间温度受到干扰后不能立即[1]Ti以及微分常数Td的合理选择极大影响了控制品发生变化，而需经过一段时间才开始变化。假设质，

5、因此PID控制器的参数整定显得尤为重要。现房间温度的模型一般满足工业上常用的一阶惯性在分别说明Kc、Ti、Td三个基本常数在实际控制加滞后的简化模型中的作用。K−Ls（1）比例调节作用：调整系统的开环比例系数，H=e（1）1+τs以提高系统的稳定精度，加快响应速度。（2）积分调节作用：趋于消除或减少对各种输入为简化讨论，只取主要环节，并且取单位反馈响应中的稳态误差。系统，控制系统结构图如下：（3）微分调节作用：能够反映误差信号的变化速作者简介：王大伟（1983.9－），男，在读研究生。收稿日期：2008-03-26·44·制冷与空调2008年N(S)系统既有适当的稳定裕度，又有

6、较好的瞬态性能，干扰一般希望相位裕度在30°到60°之间，而对数幅PID控制器空调房间值裕度L大于6dB（L＝20logA）。R(S)+Y(S)ggmG(S)H(S)-2控制器参数的整定方法这里仅介绍经验整定法、Ziegler-Nichols整定图1控制系统结构图方法和基于ISE准则的PI控制器的参数整定方法。2.1经验整定法1频域响应法描述经验整定法实质上是一种经验凑试法，是工程经过工程实践的探索，人们找到了既不必求解技术人员在长期的生产实践中总结出来的。它的使[2]微分方程就可预示出系统性能，又能方便地指出应用方法是先确定一组控制器参数（见表1），并该如何调整系统来达到性能

7、指标的要求的方法，即将系统投入运行，通过观察人为加入干扰（改变设频率响应法和根轨迹法，本文将用频率响应法来进定值）后的过度过程曲线，根据各种控制作用对过行分析。设相位裕度和幅值裕度为φm、Am，由它渡过程的不同影响来改变相应的控制参数值，进行[2]们的定义可得反复凑试，直到获得满意的控制质量为止。表1控制器参数经验数据Φ=arg[G(jω)H(jω)]+π（2）mgg被控比例度１积分常数Ti微分常数Td1变量/Kc（%）（min）（min）A=（3）mG(jω)H(jω)pp流量40～100