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PID控制流体输送装置过程控制系统设计(5)

时间:2017-01-18 13:30来源:毕业论文
PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。两种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器


PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。两种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。
利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下:
(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;
(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;
(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
2.1.5 PID的调节方法
2.1.5.1  PID预置调整
1)比例增益
变频器的 PID 功能是利用目标信号和反馈信号的差值来调节输出频率的,一方面,我们希望目标信号和反馈信号无限接近,即差值很小,从而满足调节的精度:另一方面,我们又希望调节信号具有一定的幅度,以保证调节的灵敏度。解决这一矛盾的方法就是事先将差值信号进行放大。比例增益 P 就是用来设置差值信号的放大系数的。任何一种变频器的参数 P 都给出一个可设置的数值范围,一般在初次调试时, P 可按中间偏大值预置.或者暂时默认出厂值,待设备运转时再按实际情况细调。
2)积分时间
如上所述.比例增益 P 越大,调节灵敏度越高,但由于传动系统和控制电路都有惯性,调节结果达到最佳值时不能立即停止,导致“超调”,然后反过来调整,再次超调,形成振荡。为此引入积分环节 I ,其效果是,使经过比例增益 P 放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大 ( 或减小 ) ,从而减缓其变化速度,防止振荡。但积分时间 I 太长,又会当反馈信号急剧变化时,被控物理量难以迅速恢复。因此, I 的取值与拖动系统的时间常数有关:拖动系统的时间常数较小时,积分时间应短些;拖动系统的时间常数较大时,积分时间应长些。
3)微分时间
微分时间 D 是根据差值信号变化的速率,提前给出一个相应的调节动作,从而缩短了调节时间,克服因积分时间过长而使恢复滞后的缺陷。D 的取值也与拖动系统的时间常数有关:拖动系统的时间常数较小时,微分时间应短些;反之,拖动系统的时间常数较大时, 微分时间应长些。
4)调整原则
PID 参数的预置是相辅相成的,运行现场应根据实际情况进行如下细调:被控物理量在目标值附近振荡,首先加大积分时间 I ,如仍有振荡,可适当减小比例增益 P。被控物理量在发生变化后难以恢复,首先加大比例增益 P ,如果恢复仍较缓慢,可适当减小积分时间 I ,还可加大微分时间 D。
2.1.6 PID的广泛应用
    PID的基本用途:
它由于用途广泛、使用灵活,已有系列化产品,使用中只需设定三个参数(Kp, Ti和Td)即可。在很多情况下,并不一定需要全部三个单元,可以取其中的一到两个单元,但比例控制单元是必不可少的。
首先,PID应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的,但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统,这样PID就可控制了。
其次,PID参数较易整定。也就是,PID参数Kp,Ti和Td可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化,例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化,PID参数就可以重新整定。
第三,PID控制器在实践中也不断的得到改进,下面两个改进的例子。
在工厂,总是能看到许多回路都处于手动状态,原因是很难让过程在“自动”模式下平稳工作。由于这些不足,采用PID的工业控制系统总是受产品质量、安全、产量和能源浪费等问题的困扰。PID参数自整定就是为了处理PID参数整定这个问题而产生的。现在,自动整定或自身整定的PID控制器已是商业单回路控制器和分散控制系统的一个标准。 PID控制流体输送装置过程控制系统设计(5):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_2448.html
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