新型PID参数选取方法在加热炉控制中的应用.pdf

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1、·92·工业仪表与自动化装置2010年第1期新型PID参数选取方法在加热炉控制中的应用金晶，郭琳(西安科技大学电气与控制工程学院，西安710054)摘要：加热炉煤气流量控制属于经典过程控制，最适宜的控制方案是PID控制，但利用传统的控制器参数整定方法，目标跟踪特性和干扰抑制特性不能兼顾。该文介绍一种新型PID参数选取方法，经仿真控制效果较好。关键词：加热炉；PID控制；遍历法中图分类号：TP273．2文献标志码：A文章编号：1000—0682(2010)01—0092—02Theapplicationofnew

2、selectionmethodofPIDparameteroncontrolofheatingfurnaceJINJing，GUOLin(CollegeofElectricalandControlEngineering，XianUniversityofScienceandTechnology，Xian710054，China)Abstract：Thecontrolofgasflowinheatingfurnacebelongstotheclassicalprocesscontrolandthemostsuita

3、blecontrolplanisPIDcontro1．Butwiththetraditionalcontrollerparameterinstallationmeth—od，thecharacteristicsoftargettrackingandinterferencesuppressioncantgivedualattention．Anewse—lectionmethodofPIDparameterhasbeenintroduced，andithasagoodeffectafterthesimulation

4、．Keywords：heatingfurnace；PIDcontrol；spreadingmethod此种方法能够在离线的情况下，利用计算机强大的0引言数据处理能力，根据控制系统的综合性能指标对加热炉是冶金行业生产中重要的热工设备，近PID参数进行寻优，实现对被控对象的最优控制，从几十年来，关于加热炉自动控制的研究主要集中在而省却了人工整定PID参数的麻烦。燃烧控制上。国外，加热炉中主要过程变量的定值控制、炉温与燃料流量的串级控制、燃料与助燃空气的比值控制以及烟道废气的含氧量控制等基础自动化控制已经基本实现，控

5、制重点已转移到性能指标1PID参数选取遍历法控制结构图的优化控制。在国内，加热炉温度的调节主要由对2遍历法选取PID参数步骤煤气流量的控制来实现，但目前仍缺少合理的煤气(1)利用衰减曲线法选取一组PID参数，记为流量控制技术¨。P1，1，1。加热炉煤气流量控制属于经典的过程控制，最(2)参数粗选适宜的控制方案是传统的PID控制。根据控制对象①分别在P，r／，，的邻域内生成一组PID参的不同，适当调整PID参数可以获得比较满意的控数，记为P，，，即：制效果，然而传统的PID参数整定方法不能兼顾目r戈∈[OllPl

6、，2P1]，∈Pz标跟踪特性和干扰抑制特性，该文提出一种离线选{Y∈[卢lT卢2Ti1]，Y∈T取PID参数方法——遍历法，即根据衰减曲线法选【∈[1l,Xz1]，∈取的PID参数生成3组数据，3组数据之间任意组其中：0l，P，，卢Ti，。分别为P，，中数据的合，再通过粗选和细选找到PID参数最优值。最小值；orP，卢r／，分别为P2，，中数据1PID参数选取遍历法简介的最大值，利用O／，，，卢，，卢，X：可以控制区间大小。PID参数选取遍历法控制结构图如图1所示，PID参数生成公式如式(1)所示：P1+k1n

7、P1，1收稿日期：2009—05—06{Y=，+k2n。(n：0，1，2⋯)(1)作者简介：金晶(1986)，男，安徽池州人，工学硕士，主要研究方向为控制理论与控制工程。【=1l+k3l2010年第1期工业仪表与自动化装置·93·其中：后，k：，k。称为步长因子，通常0

8、=叼2=3：0．9；n：20，经∞一过运算P=39．9168，Ti=13．7998，=3．6735，传定，则代入ITAE=ItIe(t)ldt离散化后的公式．，JL，统PID整定方法和遍历法选取的参数对应系统阶跃响应曲线比较如图3所示，其超调量和调节时间比=∑kIe()l，求出系统阶跃响应综合性能指标；较如表1所示(3种方法整定出的PID参数均未手③逐个换取PID参数并分别求出在此参数