PID控制器在蔬菜发酵系统中的应用.pdf

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1、工业控制与应用自动化技术与应用》20l0年第29卷第2期ndustryControlandApplicationsPlD控制器在蔬菜发酵系统中的应用邵欣，袁海亮，李卫兵，郭永亮(天津机电职业技术学院，天津300131)摘要：通过试验推导出发酵温控系统的开环传递函数，并且建立了系统的数学模型，同时引入PID控制算法。通过多种PID算法的比较仿真，设计了具有较好特性的PID调节器。关键词：PID中图分类号TP273文献标识码：B文章编号：1003—7241(2010)020021—04TheApplicationOfPID

2、ControllersintheSystemofFermentingforVegetableSHAOXin，YUANHai-liang，LIWei-bing，GUOYong-liang(TianjinVocationalCollegeofMechanicsandElectrictity,Tianjin300131China)Abstract：Theopenlooptransferfunctionisdeducedthroughexperimentandthemathematicalmodelofthesystemwhi

3、chcontrolfermentingtemperatureissettedup．BycomparedwithdifferentPIDcontrolalgorithm，thisarticledesignsanoptimizationPID．Keywords：PID1引言量，并用记录或数据采集系统同时记录过程输入和输出PID控制在生产过程中是一种最普遍采用的控制方的变化曲线，经过一段时间后，过程进入新的稳态，得到法，在机电、冶金、机械、化工等行业中获得了广泛的的记录曲线就是过程的阶跃响应。具体采用科恩库恩应用。将偏差的比

4、例、积分和微分通过线性组合构成控(ColinCoon)公式确定近似传递函数。给定的输入阶跃制量，对被控对象进行控制，故称PID控制器⋯I。信号为90℃，用温度计测量温度，每5S采一次点，实验蔬菜发酵系统是指改变传统的手工作坊式发酵方数据如表1所示：式，采用高活性的纯种固态直投式发酵剂保持传统发酵理论上分析温度过程模型是典型的大惯性，含纯滞冬菜原有的味道，同时大大缩短生产周期，使原来4到5表1采用飞升曲线法测工业发酵温度个月的发酵周期缩短为平均不到2周，应用PLC、温度模型的数据传感器、电机和变频器等实现发酵过程的系统。

5、在实际时间s0510l520253035温度c1012141721242730的发酵过程当中，温度将作为主要的控制参数，为其选时间S404550556o657075温度c3540434750545862取最优的PID控制器尤为重要。时问s80859095100l05ll0l15温度cS972778294e586872发酵温控系统建模后的过程。在发酵温度控制系统中，加热电阻丝通电发酵系统的温度模型采用阶跃响应法根据数据记产生热量，然后热量在发酵罐内经过热交换使发酵液感录进行建模，所谓阶跃响应法就是在系统所需测试的稳受到热

6、量变化，并以温度变化的形式体现出来，最后通态条件下，稳定运行一段时间后，快速改变过程的输入过温度传感器的响应输出温度读数，其中每一环节都含有惯性和滞后，它们的累加和构成了加热到温度的惯性收稿日期：2009—10—13妄术与应用》2010年第29卷第2期][业丰空韦U与应用ndustryControlandApplications和滞后。‘，(0o)=[(日，r)]df(3)根据理论可知数学模型为具有纯滞后的一节惯性式中e(0，t)为进入PID控制器的误差信号【一引。由对象的传递函数为已知系统的数学温控模型式，则对典型P

7、ID结构可以建二立经验公式G(s)：1+TS只需求出对象的静态增益K，对象的时间增益T和对象的纯滞后时间三个参数就求出模型，根据经T验公式有：口2十：=5(tosn-to284),．(2)f=1．5(t0284一)由于本温控系统／T在0．1范围，可以得出最优PID控制参数如表3所示：式中：△一一系统阶跃输入；△C一一系统的输出响应表3最优PID控制参数t0-284一一对象飞升曲线为0．284AC时的时间(S)T／T0·■lSTTEbto⋯⋯⋯．～～一～⋯⋯l娩b2⋯。⋯～睁⋯⋯一．．．632一一对象飞升曲线为0．632

8、AC时的时间(S)0968—09040977_0．25303160．892从而得到温控系统模型为：在ISTTE指标下各参数为kp=2．4257；ti=58．4192，G(S)：e一：：e-21std=7．3034，ki=0．0415，kd=17．71593．3鲁棒PID参数整定鲁棒PID参数整定法是从分析控制系统的性能指3温控系统