温度控制继电反馈参数自整定技术研究.pdf

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1、温度控制继电反馈参数自整定技术研究殷华文温度控制继电反馈参数自整定技术研究ResearchontheRelayFeedbackParameterSelf-tuningTechnologyforTemperatureControl屋之华盘(南阳理工学院电子与电气工程学院，河南南阳473004)摘要：通过观测锅炉动态水温度对象在继电反馈下的极限环振荡，对PID参数自整定技术进行了研究。针对对象具有大惯性、大滞后和非线性的特点，在设置继电输出中心点和大幅值继电输出的前提下，采用带滞环的继电反馈振荡方法，研究了对象起振、正弦振荡曲线的在线辨识、非对称正弦振荡曲线处理、PID算法设计和参数整定等具体技

2、术。采用PID+PWM算法进行参数自整定温度控制，实现超调量≤o．50K、稳态误差≤O．12K。关键词：温度对象继电反馈继电输出中心点正弦振荡曲线辨识PID控制参数自整定继电器中图分类号：唧；TP272文献标志码：ADOI：10．16086／j．cnkl．issnl000-0380．201603006Abstract：Throughobservingthelimitcycleoscillationofdynamicboilerwatertemperatureobjectunderrelayfeedback-thetechnologyofPIDparameterself—tuningisres

3、earchod．Inaccordancewiththecharacteristicsoftheobjects-e．g．-峥inertia。largetime1aglandnonlinearityIunderthepremiseofsettingrelayoutputcentralpointand1argeamplitude砖18youtput，byusingthemethodofrelayfeedbackoscillationwithhysteresis-specifictechnologiesofobjectvibrationIonlineidenti＆撕onofsinusoidalosc

4、illationcurve。asymmetricsinusoidaloscillationcurveprocessing-PIDalgorithmdesign。andparameterself—tunms。etc．。a∞researched．UsingPID+PWMalgorithm。parameterself—tuningtemperaturecontrolisconductedtoimplementovershoot≤O．50Kandsteadye13mr≤0．12K。Keywords：TemperatureobjectRehyfeedbackThecentralpointofrelay

5、outputSiunsoidal06cillationcurveideII曲c撕onPIDcontrolParameterself—tuningRelay0引言Asortm和Hagglund在1984年提出基于继电反馈控制的PID参数整定方法⋯。基于继电反馈的PID参数整定过程完全在闭环条件下完成，对扰动不灵敏。由于振荡幅度可控，继电反馈PID参数自整定广泛应用于大多数工业过程口1。继电反馈PID参数自整定策略是在闭环控制方式下完成，通过继电参数的合理选择，整定过程被保持在设定点附近H1。温度对象是典型的过程对象，积分温度对象是非自衡对象，不可能产生振荡，所以本课题以惯性温度对象进行研究。温

6、度对象具有大惯性、大滞后和非线性的特点，产生振荡比较困难。因此，如何在工作点附近产生稳定的振荡，如何提取振荡信息是值得研究的。本课题通过理论研究和软件仿真，并进行工程实验，努力找出一套具有工程实用价值的继电反馈振荡和参数自整定技术。修改稿收到日期：2015一03一04。作者殷华文(1967一)，男，1989年毕业于沈阳工业学院计算机及应用专业，获学士学位，副教授；主要从事自动化方面的教学和科研工作。《自动化仪表》第”卷第3期加16年3月1继电反馈的理论基础及参数整定思想1．1标准继电反馈基于继电反馈的参数整定控制框图如图1所示，控制系统有测试状态和控制状态两种状态。在测试状态下，利用继电控制

7、的非线性特性使过程响应，通过极限环振荡来测试系统的振荡频率和幅值，进而获得系统的频域信息或近似的模型结构；然后由获得的系统信息根据选定的控制策略求得控制器参数；在控制状态下，采用求得的控制器参数来运行系统。图1基于继电反馈的参数整定控制框图Fig．1Controlblockdiagramofparametertuningcontrolbasedonrelayfeedback在继电反馈控制下，被控对象只要具有至