過程控制教程-第13講 控制器參數(shù)整定 24頁ppt課件

1、Process Control & Instrumentation Technology主要內容主要內容t比例帶度比例帶度tPIDPID參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響t控制器參數(shù)整定：現(xiàn)場試湊法、臨界比例控制器參數(shù)整定：現(xiàn)場試湊法、臨界比例度法、衰減曲線法度法、衰減曲線法t采樣周期選擇采樣周期選擇 t無擾切換無擾切換Process Control & Instrumentation Technology比例帶度比例帶度 t反映比例控制器的比例控制造用強弱的一個參數(shù)。t數(shù)值上比例度等于輸入偏向變化相對值與相應的輸出變化相對值之比的百分數(shù) %100/minma

2、xminmaxuuuxxeProcess Control & Instrumentation Technology比例帶度比例帶度t可以了解為使控制器的輸出變化滿刻度也就是使控制閥從全關到全開或相反時，相應所需的輸入偏向變化量占儀表丈量范圍的百分數(shù)。 t比例度越大，表示比例控制造用越弱。 ( =1/Kp 減小比例度，會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能變差，但可相應地減小余差，提高靜態(tài)精度。 Process Control & Instrumentation Technology例題t一臺DDZ-型溫度比例控制器，測溫范圍為2001200。當溫度給定值由800變動到850，其輸出由12m

3、A變化到16mA。試求該控制器的比例度及放大系數(shù)。Process Control & Instrumentation Technology例題t根據(jù)比例度的定義：t =20%100/minmaxminmaxpppxxe%1004201216/20012008008505%2011KpProcess Control & Instrumentation TechnologyPIDPID參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響 t比例度過小，即比例放大系數(shù)過大時，比例控制造用很強，系統(tǒng)有能夠產生振蕩；t積分時間過小時，積分控制造用很強，易引起振蕩；t微分時間過大時，微分控

4、制造用過強，易產生振蕩。 Process Control & Instrumentation TechnologyPIDPID參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響比例比例P P控制控制Process Control & Instrumentation TechnologyPIDPID參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響比例積分比例積分PI PI控制控制Process Control & Instrumentation TechnologyPIDPID參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響比例微分比例微分PDPD控制控制Pro

5、cess Control & Instrumentation TechnologyPIDPID參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響參數(shù)對系統(tǒng)動靜態(tài)特性的影響比例積分微分比例積分微分PIDPID控制控制Process Control & Instrumentation Technology控制器參數(shù)整定控制器參數(shù)整定 t指決議調理器的比例度、積分時間TI和微分時間TD和采樣周期Ts的詳細數(shù)值。t整定的本質是經過改動調理器的參數(shù)，使其特性和過程特性相匹配，以改善系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)目的，獲得最正確的控制效果。 Process Control & Instrumentation Techn

6、ology整定方法整定方法t整定調理器參數(shù)的方法很多，歸納起來可分為兩大類，即實際計算整定法和工程整定法：t實際計算整定法有對數(shù)頻率特性法、根軌跡法等；t工程整定法有閱歷法、衰減曲線法、監(jiān)界比例度法和呼應曲線法等。 Process Control & Instrumentation Technology工程整定法特點t不需求事先知道過程的數(shù)學模型，直接在過程控制系統(tǒng)中進展現(xiàn)場整定t方法簡單；t計算簡便；t易于掌握。Process Control & Instrumentation Technology現(xiàn)場湊試法現(xiàn)場湊試法 t按照先比例P、再積分I、最后微分D的順序。 t置調理器

7、積分時間TI=，微分時間TD=0，在比例度按閱歷設置的初值條件下，將系統(tǒng)投入運轉，整定比例度。求得稱心的4：1過渡過程曲線。 t引入積分作用此時應將上述比例度加大1.2倍。將TI由大到小進展整定。 t假設需引入微分作用時，那么將TD按閱歷值或按TD=1/31/4TI設置，并由小到大參與。 Process Control & Instrumentation Technology臨界比例度法臨界比例度法 t在閉合的控制系統(tǒng)里，將調理器置于純比例作用下，從大到小逐漸改動調理器的比例度，得到等幅振蕩的過渡過程。t此時的比例度稱為臨界比例度k，相鄰兩個波峰間的時間間隔，稱為臨界振蕩周期Tk。 P

8、rocess Control & Instrumentation Technology臨界比例度法步驟臨界比例度法步驟t將調理器的積分時間TI置于最大TI=，微分時間置零TD=0，比例度適當，平衡操作一段時間，把系統(tǒng)投入自動運轉。 t將比例度逐漸減小，得到等幅振蕩過程，記下臨界比例度k和臨界振蕩周期Tk值。 t根據(jù)k和Tk值，采用閱歷公式，計算出調理器各個參數(shù)，即、TI、TD的值。 t按“先P后I最后D的操作程序將調理器整定參數(shù)調到計算值上。假設還不夠稱心，可再作進一步伐整。 Process Control & Instrumentation Technology臨界比例度法整

9、定本卷須知 t有的過程控制系統(tǒng)，臨界比例度很小，使系統(tǒng)接近兩式控制，調理閥不是全關就是全開，對工業(yè)消費不利。 t有的過程控制系統(tǒng)，當調理器比例度調到最小刻度值時，系統(tǒng)仍不產生等幅振蕩，對此，就把最小刻度的比例度作為臨界比例度k進展調理器參數(shù)整定。 Process Control & Instrumentation Technology衰減曲線法衰減曲線法 t選把過程控制系統(tǒng)中調理器參數(shù)置成純比例作用TI=，TD=0使系統(tǒng)投入運轉。再把比例度從大逐漸伐小，直到出現(xiàn)4：1衰減過程曲線。t此時的比例度為4：1衰減比例度c，兩個相鄰波峰間的時間間隔，稱為4：1衰退減振蕩周期Ts。 Proces

10、s Control & Instrumentation Technology衰減曲線法衰減曲線法t根據(jù)c和Ts，運用公式，即可計算出調理器的各個整定參數(shù)值。 t按 “先P后I最后D的操作程序，將求得的整定參數(shù)設置在調理器上。再察看運轉曲線，假設不太理想，還可作適當調整。 Process Control & Instrumentation Technology衰減曲線法本卷須知衰減曲線法本卷須知t反響較快的控制系統(tǒng)，要認定4：1衰減曲線和讀出Ts比較困難，此時，可用記錄指針來回擺動兩次就到達穩(wěn)定作為4：1衰減過程。 t在消費過程中，負荷變化會影響過程特性。當負荷變化較大時，必需重

11、新整定調理器參數(shù)值。 t假設以為4：1衰減太慢，宜運用10：1衰減過程。對于10：1衰減曲線法整定調理器參數(shù)的步驟與上述完全一樣，僅僅采用計算公式有些不同。 Process Control & Instrumentation Technology采樣周期的選擇采樣周期的選擇 t香農Shannon采樣定律 ：t為不失真地復現(xiàn)信號的變化，采樣頻率至少應大于或等于延續(xù)信號最高頻率分量的二倍。t根據(jù)采樣定律可以確定采樣周期的上限值。t實 際 采 樣 周 期 的 選 擇 還 要 受 到 多 方 面 因 素 的 影 響 。t不 同 的 系 統(tǒng) 采 樣 周 期 應 根 據(jù) 具 體 情 況 來 選 擇

12、 。 Process Control & Instrumentation Technology采樣周期的選擇采樣周期的選擇t通常按照過程特性與干擾大小適當來選取采樣周期：t即對于呼應快、如流量、壓力動搖大、易受干擾的過程，應選取較短的采樣周期；t反之，當過程呼應慢如溫度、成份、滯后大時，可選取較長的采樣周期。t采樣周期的選取應與PID參數(shù)的整定進展綜合思索。 Process Control & Instrumentation Technology采樣周期的選擇采樣周期的選擇t采樣周期應遠小于過程的擾動信號的周期。 t在執(zhí)行器的呼應速度比較慢時，過小的采樣周期將失去意義，因此可適中選大一點。 t在計算機運算速度允許的條件下，采樣周期短，那么控制質量好。 t當