PID参数的工程整定方法课件.ppt

《PID参数的工程整定方法课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、PID参数的工程整定方法基本控制规律及其作用效果实际应用的控制规律PID参数的工程整定方法复杂调节系统的参数整定第一节基本控制规律及其作用效果位式调节比例调节积分调节微分调节在工业生产过程控制中，常用的基本调节规律大致可分为：1-1、位式调节也就是常说的开/关式调节，它的动作规律是当被调参数偏离给定值时，调节器的输出不是最大就是最小，从而使执行器全开或全关。在实际应用中，常用于机组油箱恒温控制、水塔以及一些储罐的液位控制等。在实施时，只要选用带上、下限接点的检测仪表、位式调节器或PLC、再配一些继电器、电磁阀、执行器、

2、磁力起动器等即可构成位式控制系统。如图1所示。图1位式控制系统实例因此，位式控制的过渡过程必然是一个持续振荡的过程。如图2所示。图2位式控制的过渡过程1-2、比例调节比例调节依据“偏差的大小”来动作。它的输出与输入偏差的大小成比例，调节及时，有力，但是有余差。用比例度δ来表示其作用的强弱，其单位用%表示。例如比例度60%，即表示当偏差为量程的60%时，输出变化值为量程的100%。δ越小，调节作用越强，调节作用太强时，会引起振荡。比例调节作用适用于负荷变化小，对象纯滞后不大，时间常数较大而又允许有余差的控制系统中，常用于

3、塔和储罐的液位控制以及一些要求不高的压力控制中。使用时应注意，当负荷变化幅度较大时，为了平衡负荷变化所需的调节阀开度变化也将较大，待稳定后，被调参数的余差就可能较大。比例控制规律的动态方程为：y（t）=Kpe（t）=1δe（t）其中：y（t）——输出变化量。e（t）——输入变化量。Kp——比例增益。δ——比例度，它是Kp的倒数。1-3、积分调节它依据“偏差是否存在”来动作。它的输出与偏差对时间的积分成比例，只有当余差完全消失，积分作用才停止。其实质就是消除余差。但积分作用使最大动偏差增大，延长了调其中：TI——积分时间

4、。1-4、微分调节它依据“偏差变化速度”来动作。它的输出与输入偏差变化的速度成比例，其实质和效果是阻止被调参数的一切变化，节时间。用积分时间Ti表示其作用的强弱，单位用分（或秒）表示。Ti越小，积分作用越强，积分作用太强时，也会引起振荡。积分控制规律的动态方程为：其中：TD——微分时间。有超前调节的作用。对滞后较大的对象有很好的效果。使调节过程动偏差减少，余差也减少（但不能消）。用微分时间Td表示作用的强弱，单位用分（或秒）表示。Td大，作用强，Td太大，会引起振荡。微分控制规律的动态方程为：第二节实际应用的控制规律P

5、比例作用PI比例、积分作用PD比例、微分作用PID比例、积分、微分作用由于位式调节及易引起振荡，所以除特定场合外，一般应用较少，使用较多的是比例、积分、微分调节作用。但实际上单纯使用比例、积分、微分作用的场合也较少，最多使用的是三种调节规律的组合。组合后的调节规律由图3所示，PID三作用调节质量最好、PI次之，积分最差因此很少单用。其中：PI作用的传递函数为：注意：KpTd即为微分控制规律的动态方程中TD。注意：δTi即为积分控制规律的动态方程中TI。PD作用的传递函数为：PID作用的传递函数为：图3各种调节规律比较1

6、—比例微分作用；2—比例积分微分作用；3—比例作用；4—比例积分作用；5—积分作用；第三节PID参数的工程整定方法临界比例度法衰减曲线法经验试凑法反应曲线法调节器参数的整定，是自动调节系统中相当重要的一个问题。在调节方案已经确定，仪表及调节阀等已经选定并已装好之后，调节对象的特性也就确定了，调节系统的品质就主要决定于调节器参数的整定。因此，调节器参数整定的任务，就是对已选定的调节系统，求得最好的调节质量时调节器的参数值，即所谓求取调节器的最佳值，具体讲就是确定最合适的比例度、积分时间和微分时间。把参数整定工作放在怎样的

7、位置，存在两种片面的看法：一种看法是过分强调了参数整定的作用，把调节器参数整定看作自动化理论的核心，这当然是错误的。因为调节器参数只能在一定范围内起作用，如果方案不合理，工况改变、或属于仪表和调节阀故障，则不论怎样去调整比例度，积分时间和微分时间，仍然达不到预定的调节质量要求。另一种看法是过分地贬低参数整定的作用，我们会遇到三类不同的系统情况。第一类是较容易调节的系统：比例度、积分时间和微分时间可以放在很宽的范围，调节质量都能满足。第二类是方案选择不当的系统，不论怎样去整定参数，系统仍不能良好的运行。如果只看到以上两种

8、情况，是会产生不必重视调节器参数整定的错觉。实际上有相当多数量的系统介于这两种极端情况之间，这可以说是第三类的系统，它们在整定参数选择得当的时候，可以运行得很好，反之，在整定参数不合适时，调节质量就达不到要求。我们不要将它们与第二类系统混同起来，错当成不能投入自动的系统。另外，对第一类系统来说也有使调节质量进一步完善的要求。因此，