PID调节器参数整定实验方法研究.pdf

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1、ＰＩＤ调节器参数整定实验方法研究周兵，等PID调节器参数整定实验方法研究周兵，赵景辉（辽宁机电职业技术学院仪器仪表系辽宁丹东，１１８００９）摘要：根据ＪＪＧ３５１－１９９６工业用廉金属热电偶检定规程，利用Ｋ型热电偶温度变送器、ＳＲ２３岛电调节器、ＰＡＤ２７功率调整器、ＷＫＪ－６０热电偶检定炉构成热电偶检定点温度自动控制系统。采用调节器参数自整定的方法，去寻找检定炉温度点稳定时的最佳ＰＩＤ参数，保证热电偶检定由低温向高温逐点升温检定时，炉温偏离检定点温度不超过±５℃，当炉温升到检定点时，炉温变化小于０畅２℃／ｍｉｎ。关键词：热电偶检定

2、点；温度控制；ＰＩＤ调节器；参数整定；实验方法中图分类号：ＴＰ２１４文献标识码：ＡＤＯＩ编码：１０．１４０１６／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－９２２７．２０１６．０３．１１２Abstract：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏＪＪＧ３５１－１９９６ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｍｅｔａｌｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ，ｕｓｉｎｇｔｈｅＫｔｙｐｅｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ，ＳＲ２３ｅｌｅｃｔｒｉｃｒｅｇｕｌａｔｏｒ，ＰＡＤ２７ｐｏｗｅｒｒｅｇｕｌａｔｏｒ，ＷＫＪ－６０ｔｅｓｔｆｕｒ

3、ｎａｃｅｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔａｕｔｏｍａｔｉｃｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｕｓｉｎｇｒｅｇｕｌａｔｏｒｐａｒａｍｅｔｅｒａｕｔｏ－ｔｕｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｔｏｆｉｎｄｏｐｔｉｍａｌＰＩＤｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｔｅｓｔｆｕｒｎａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｓｉｎａｓｔａｂｌｅｓｔａｔｅ，ｅｎｓｕｒｅｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｌｏｗｔｏｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｅｓｔｐｏｉｎｔｂｙｐｏｉｎｔ，

4、ｔｈｅｆｕｒｎａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｔｅｓｔｐｏｉｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｏｅｓｎｏｔｅｘｃｅｅｄ±５℃．Ｗｈｅｎｔｈｅｆｕｒｎａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒａｉｓｅｄｔｏｔｈｅｔｅｓｔｐｏｉｎｔ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ０畅２℃／ｍｉｎ．Keywords：Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ；ＰＩＤｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｅｔｔｉｎｇ；Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅｔｈｏｄ１畅２温度控制系统调节器

5、自整定原理０引言自整定是通过调节器输出全开和全关的方法来以被控对热电偶是目前工农业生产中广泛使用且时间较长的一种象进行阶跃扰动实验，根据被控对象的振幅和振荡周期，调节温度计量器具。新制造和使用中的热电偶必须定期检定，３００℃以上的各点在管式炉中与标准热电偶进行比较进行。器自动计算出整定的参数值。在开启自整定功能前，应先将热电偶的型号和电极直径不同，检定点温度也不相同。为确调节器的设定值设置在要控制的数值上，因为系统在不同设保检定点温度稳定，现在有各种各样的方法，本文采用日本岛定值下整定的参数值不完全相同，在启动自整定后，调节器会电高

6、精度调节器作为检定炉温度控制的核心，通过调节器参强制系统产生扰动，经过２～３个振荡周期后结束自整定状数自整定的方法，实验找出对应热电偶检定点下的调节器的态。调节器通过检测系统从超调恢复到稳定的过度特性，分比例度、积分时间、微分时间。析振荡的周期、幅度及波形来计算调节器的最佳调节参数。１检定点温度控制的硬件设计原理检定点温度自整定图如图２所示［２］。为温度测量值大于和小１畅１温度控制系统原理于设定点温度时，自整定曲线。ＰＶ为温度测量值。温度控制系统原理框图如图１所示。首先检定点温度通过两线制Ｋ型温度变送器转换成Ⅲ型统一标准信号１～５Ｖ

7、或４～２０ｍＡ。其输出与配电器输入端相连，进行隔离和对两线制变送器供电。配电器输入与ＳＲ２３调节器相连，调节器对检定点温度信号进行比例、积分、微分运算。并且调节器要设置成“反作用”以实现加热调节作用。调节器的输出与ＰＡＤ２７功率调整器输入端相连，将代表检定点温度调节信号转换成０～２２０Ｖ交流电压信号。此交流信号与检定炉相连，实现检定炉温度的自动调节。图２温度自整定点图１畅３ＳＲ２３调节器参数自整定过程ＡＴ自整定可在控制执行窗口中设定运行与停止，系统运行前启动ＡＴ自整定功能，面板ＡＴ灯亮，系统开始进入自整定状态。在自整定状态系统从扰动

8、状态逐步向稳态过度，自动计算调节输出的最佳ＰＩＤ参数。当系统经过几个振荡周期后达到稳态时，ＡＴ自整定结束，ＡＴ指示灯灭。可以在参数窗口中查看到自整定后的ＰＩＤ参数。图１温度控制系统原理框图１畅３畅１工业廉金属热电偶检定点确定收稿日期：