過控第六章PID控制器

1、主要內(nèi)容主要內(nèi)容6.1 PID控制原理6.2 PID控制參數(shù)的整定方法6.3 DDZ-III型PID控制器第六章 PID控制器設(shè)計及參數(shù)整定基本控制規(guī)律及特點基本控制規(guī)律及特點所謂控制規(guī)律是指控制器的輸出信號與輸入偏所謂控制規(guī)律是指控制器的輸出信號與輸入偏差信號之間的關(guān)系。差信號之間的關(guān)系?？刂破鞯妮斎胄盘柺亲兯推魉蛠淼臏y量信號和控制器的輸入信號是變送器送來的測量信號和內(nèi)部人工設(shè)定的或外部輸入的設(shè)定信號。設(shè)定信號內(nèi)部人工設(shè)定的或外部輸入的設(shè)定信號。設(shè)定信號和測量信號經(jīng)比較環(huán)節(jié)比較后得到偏差信號和測量信號經(jīng)比較環(huán)節(jié)比較后得到偏差信號 e ，它，它是設(shè)定值信號是設(shè)定值信號 r 與測量信號與測量信號

2、 x 之差。之差。 y = f (e) e = r x 或或 e = x - r控制規(guī)律有斷續(xù)控制和連續(xù)控制兩類：控制規(guī)律有斷續(xù)控制和連續(xù)控制兩類：一、斷續(xù)控制一、斷續(xù)控制控制器輸出斷續(xù)信號，如雙控制器輸出斷續(xù)信號，如雙位控制、三位控制。位控制、三位控制。二、連續(xù)控制二、連續(xù)控制控制器輸出連續(xù)信號，如比控制器輸出連續(xù)信號，如比例控制、比例積分控制、比例微分控制、比例積分例控制、比例積分控制、比例微分控制、比例積分微分控制。微分控制。雙位控制雙位控制雙位控制器只有兩個輸出值，相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)雙位控制器只有兩個輸出值，相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)只有開和關(guān)兩個極限位置，因此又稱開關(guān)控制。只有開和關(guān)兩個極限位置，因

3、此又稱開關(guān)控制。理想的雙位控制器輸出理想的雙位控制器輸出 y 與輸入偏差與輸入偏差 e 之間的之間的關(guān)系為關(guān)系為：e 0 0 （或（或e 0 0）時時= =ymaxyminye 0 0 0）時時理想的雙位控制特性理想的雙位控制特性ymaxyminey有中間區(qū)的雙位控制特性有中間區(qū)的雙位控制特性ymaxyminey 例例1：溫度雙位控制系統(tǒng)：溫度雙位控制系統(tǒng)： 溫度低于給定值時，溫控器輸出高電平，繼電溫度低于給定值時，溫控器輸出高電平，繼電器吸合，加熱器通電加熱；溫度高于給定值時，溫器吸合，加熱器通電加熱；溫度高于給定值時，溫控器輸出低電平，繼電器斷開，加熱器斷電。控器輸出低電平，繼電器斷開，加

4、熱器斷電。220V進水進水出水出水二位式控制器電路原理框圖：二位式控制器電路原理框圖：測量信號測量信號給定信號給定信號U0是一種最簡單的調(diào)節(jié)器，根據(jù)被調(diào)量偏差符是一種最簡單的調(diào)節(jié)器，根據(jù)被調(diào)量偏差符號的正、負，輸出只有兩個位置，高電平或低電號的正、負，輸出只有兩個位置，高電平或低電平，可以當一個電子開關(guān)用。平，可以當一個電子開關(guān)用。有中間區(qū)的雙位控制效果：有中間區(qū)的雙位控制效果：被控溫度在被控溫度在T0 上下振蕩，無法穩(wěn)定。上下振蕩，無法穩(wěn)定。理想雙位控制效果：理想雙位控制效果：tyTT0ttyTT0t三位控制：三位控制： 控制器有三個輸出位值，可以控制兩個繼電器?？刂破饔腥齻€輸出位值，可以控

5、制兩個繼電器。ymaxymineye2e1測量信號測量信號給定給定1U01U02給定給定2三位控制器電路原理框圖：三位控制器電路原理框圖： 例例2：溫度三位控制系統(tǒng)：溫度三位控制系統(tǒng) 溫度低于溫度低于T1時，溫控器使繼電器時，溫控器使繼電器1、2都吸合，都吸合，加熱器加熱器1、2都通電加熱；溫度高于都通電加熱；溫度高于T1低于低于T2時，溫時，溫控器使繼電器控器使繼電器1吸合、繼電器吸合、繼電器2斷開，只有加熱器斷開，只有加熱器1通通電；溫度高于電；溫度高于T2時，繼電器時，繼電器1、2都斷開。都斷開。J1J2T2T1122220V進水進水出水出水 溫度三位控制效果：溫度偏差大時，升溫速度溫度

6、三位控制效果：溫度偏差大時，升溫速度快；溫度偏差小時，小幅調(diào)整?？?；溫度偏差小時，小幅調(diào)整。tyTT2T1t要使調(diào)節(jié)過程平穩(wěn)準確，必須使用輸出值能要使調(diào)節(jié)過程平穩(wěn)準確，必須使用輸出值能連續(xù)變化的調(diào)節(jié)器。連續(xù)變化的調(diào)節(jié)器。6.1 PID控制原理PID :Proportional-Integral-Derivative(比例積分微分) 本質(zhì)上是一種負反饋控制，特別適用于過程的動態(tài)性能良好而且控制性能要求不太高的情況。6.1 PID控制原理-比例控制控制器的輸出信號u與輸入偏差信號e成比例關(guān)系 0c)()(uteKtu=比例增益 控制器輸出信號的起始值 )()(cteKtu=增量形式 浮球為水位傳感

7、器，杠桿為控制器，活塞閥為浮球為水位傳感器，杠桿為控制器，活塞閥為執(zhí)行器。如果某時刻執(zhí)行器。如果某時刻Q2加大，造成水位下降，則浮加大，造成水位下降，則浮球帶動活塞提高，使球帶動活塞提高，使Q1加大才能阻止水位下降。加大才能阻止水位下降。 如果如果e = 0，則活塞，則活塞無法提高，無法提高，Q1 無法加無法加大，調(diào)節(jié)無法進行。大，調(diào)節(jié)無法進行。例：自力式液位比例控制系統(tǒng)：例：自力式液位比例控制系統(tǒng)：比例控制過程比例控制過程Q2htepQ1tttt 原來系統(tǒng)處于平衡，原來系統(tǒng)處于平衡，進水量與出水量相等，此進水量與出水量相等，此時進水閥有一開度。時進水閥有一開度。 t=0時，出水量階躍增時，出

8、水量階躍增加，引起液位下降，浮球加，引起液位下降，浮球下移帶動進水閥開大。下移帶動進水閥開大。 當進水量增加到與出當進水量增加到與出水量相等時，系統(tǒng)重新平水量相等時，系統(tǒng)重新平衡，液位也不再變化。衡，液位也不再變化。 6.1 PID控制原理-比例控制%1001c=K比例帶：調(diào)節(jié)閥開度改變100%（即對于氣開型調(diào)節(jié)閥從全關(guān)到全開）時所需要的系統(tǒng)被控量的允許變化范圍。 比例增益習(xí)慣上使用比例帶表示比例控制作用的強弱。 在實際的比例控制器中，習(xí)慣上使用比例度在實際的比例控制器中，習(xí)慣上使用比例度P來表來表示比例控制作用的強弱。示比例控制作用的強弱。所謂比例度就是指控制器輸入偏差的相對變化值所謂比例度

9、就是指控制器輸入偏差的相對變化值與相應(yīng)的輸出相對變化值之比，用百分數(shù)表示。與相應(yīng)的輸出相對變化值之比，用百分數(shù)表示。 式中式中e為輸入偏差；為輸入偏差；y為控制器輸出的變化量；為控制器輸出的變化量；（xmax - xmin）為測量輸入的最大變化量，即控制器）為測量輸入的最大變化量，即控制器的輸入量程；（的輸入量程；（ymax ymin）為輸出的最大變化量，）為輸出的最大變化量，即控制器的輸出量程。即控制器的輸出量程。如果控制器輸入、輸出量程相等，則如果控制器輸入、輸出量程相等，則: 比例度比例度:yxxrxmaxxminyminymax比例度除了表比例度除了表示控制器輸入和輸示控制器輸入和輸出

10、之間的增益外，出之間的增益外，還表明比例作用的還表明比例作用的有效區(qū)間。有效區(qū)間。比例度比例度P的物理意義：的物理意義：使控制器輸出變化使控制器輸出變化100%時，所對應(yīng)的偏差變時，所對應(yīng)的偏差變化相對量。如化相對量。如P=50%表明：表明： 控制器輸入偏差控制器輸入偏差變化變化50% ，就可使控，就可使控制器輸出變化制器輸出變化100%，若輸入偏差變化超過若輸入偏差變化超過此量，則控制器輸出此量，則控制器輸出飽和，不再符合比例飽和，不再符合比例關(guān)系。關(guān)系。yxxr0100%50%xmaxxminP=50%P=100%例例 某比例控制器，溫度控制范圍為某比例控制器，溫度控制范圍為400800，

11、輸出信號范圍是輸出信號范圍是420mA。當指示指針從。當指示指針從600變變到到700時，控制器相應(yīng)的輸出從時，控制器相應(yīng)的輸出從8mA變?yōu)樽優(yōu)?6mA。求設(shè)定的比例度。求設(shè)定的比例度。解解答答 溫度的偏差在輸入量程的溫度的偏差在輸入量程的50區(qū)間內(nèi)區(qū)間內(nèi)（即（即200）時，）時，e和和y是是2倍的關(guān)系。倍的關(guān)系。y/mAx/ e420800400P=50%6.1 PID控制原理-比例控制特特 點點（1）有差調(diào)節(jié)： -只有當偏差e不為零時，控制器才會有輸出 -利用偏差實現(xiàn)控制 -只能使系統(tǒng)被控量輸出近似跟蹤給定值。6.1 PID控制原理-比例控制特特 點點（2）比例控制的穩(wěn)態(tài)誤差隨比例帶的增大

12、而增大 增大比例增益Kc，會使系統(tǒng)振蕩加劇，穩(wěn)定性變差，但是可以減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度。 6.1 PID控制原理-比例控制特特 點點（3）定值控制系統(tǒng)：實現(xiàn)被控量對給定值的有差跟蹤。 隨動控制系統(tǒng)：跟蹤誤差會隨時間的增大而增大。 適用于控制通道滯后小，負荷變化不大，控制要求不高，被控參數(shù)在一定范圍內(nèi)允許有余差的定值控制場合。00Id)()(ueStut=6.1 PID控制原理-積分控制控制器的輸出信號u與輸入偏差信號e的積分成比例關(guān)系 積分速度控制器輸出信號的起始值 00Id)(T1)(uetut=積分時間q積分作用具有保持功能積分作用具有保持功能，故積分控制可以消除余差，故積

13、分控制可以消除余差。q積分輸出信號隨著時間積分輸出信號隨著時間逐漸增強，控制動作緩慢，逐漸增強，控制動作緩慢，故積分作用不單獨使用。故積分作用不單獨使用。當有偏差存在時，積分輸出將隨時間增長（或當有偏差存在時，積分輸出將隨時間增長（或減小）；當偏差消失時，輸出能保持在某一值上。減?。划斊钕r，輸出能保持在某一值上。eEtty6.1 PID控制原理-積分控制特特 點點（1）一種無差調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)控制精度。（2）使系統(tǒng)的相頻特性滯后90o，造成控制作用不及時，使系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)變差，過渡過程比較緩慢?？梢?，積分控制是犧牲了動態(tài)品質(zhì)來換取穩(wěn)態(tài)性能的改善。（3）增大積分速度可以在一定程度上提

14、高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但卻會加劇系統(tǒng)的不穩(wěn)定程度，使系統(tǒng)振蕩加劇。 00Iccd)()()(ueTKetKtut=比例環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)6.1 PID控制原理-比例積分控制增量形式 =tteTeeTKetKtu0I0Iccd)(11d)()()(傳遞函數(shù) =sTsTKsEsUsGIIcc11111)()()(積分時間常數(shù) 若將比例與積分組合起來，既能控制及時，又若將比例與積分組合起來，既能控制及時，又能消除余差能消除余差 。 （eEtty6.1 PID控制原理-積分控制特特 點點（1）PI控制結(jié)合P控制的快速反應(yīng)與I控制的消除穩(wěn)態(tài)誤差。 粗調(diào)：偏差出現(xiàn)時，比例作用迅速反應(yīng)輸入的變化； 細調(diào)：積分作用使輸

15、出逐漸增加，最終消除穩(wěn)態(tài)誤差。（2）由于積分環(huán)節(jié)的存在，系統(tǒng)的相頻特性存在相位滯后， 造成系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)品質(zhì)變差。 6.1 PID控制原理-積分控制特特 點點（3）比例增益隨偏差的時間進程而不斷變化的比例作用。 6.1 PID控制原理-積分控制特特 點點（4）存在積分飽和現(xiàn)象 一般采用接入外部積分反饋或在控制內(nèi)自行切換PI-P控制方式等方法來防止積分飽和。 0Dd)(d)(utteStu=6.1 PID控制原理-微分控制控制器的輸出信號u與輸入偏差信號e對時間的導(dǎo)數(shù)比例關(guān)系 ttOeOe=A根據(jù)變化趨勢提前動作。單純的微分控制器是不能工作的，只能起輔助調(diào)節(jié)作用。q 微分作用能超前控制。微分

16、作用能超前控制。在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，微分立即產(chǎn)生強烈的調(diào)節(jié)作微分立即產(chǎn)生強烈的調(diào)節(jié)作用，使偏差盡快地消除于萌用，使偏差盡快地消除于萌芽狀態(tài)之中。芽狀態(tài)之中。q微分對靜態(tài)偏差毫無控制能力。當偏差存在，微分對靜態(tài)偏差毫無控制能力。當偏差存在，但不變化時，微分輸出為零，因此不能單獨使用。但不變化時，微分輸出為零，因此不能單獨使用。必須和必須和P或或PI結(jié)合，組成結(jié)合，組成PD控制或控制或PID控制?？刂?。v 微分控制的特點微分控制的特點eEtty0Dccd)(d)()(utteTKteKtu=比例環(huán)節(jié)微分環(huán)節(jié)6.1 PID控制原理-比例微分控制增量形式 傳遞函數(shù) 微分時間

17、常數(shù) =tteTtetteTKteKtud)(d)(1d)(d)()(DDcc)1 (1)1 ()()()(DDccsTsTKsEsUsG=111)()()(DDDc=sKTsTsEsUsG微分增益，取5-10 eAttyty 理想微分作用持續(xù)時間理想微分作用持續(xù)時間太短，執(zhí)行器來不及響應(yīng)。太短，執(zhí)行器來不及響應(yīng)。一般使用實際的比例微分作一般使用實際的比例微分作用。用。 決定微分作用的強弱有2個因素： 1) 起始跳變幅度，用微分增益KD來衡量， 2) 衰減時間長短，用微分時間TD來衡量。 輸出跳得越高，或降得越慢，表示微分作用越強。 微分時間TD越大，微分作用越強。 微分增益KD是固定不變的，

18、只與控制器的類型有關(guān)。 反微分控制器運用于噪音較大的系統(tǒng)，起濾波作用。6.1 PID控制原理-比例微分控制特特 點點（1）有差調(diào)節(jié)。 在穩(wěn)態(tài)時，微分部分已不起作用，PD控制變成P控制。（2）微分環(huán)節(jié)的超前相位，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，有利于 系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高，抑制過渡過程的動態(tài)偏差。（3）有利于減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。6.1 PID控制原理-比例微分控制特特 點點6.1 PID控制原理-比例微分控制（4）微分時間常數(shù)過大，微分作用太強，會導(dǎo)致輸出控制作用過大，使調(diào)節(jié)閥頻繁開啟，容易造成系統(tǒng)振蕩。 0D0Icd)(dd )()()(utteStteSteKtut=比例環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)微分

19、環(huán)節(jié)6.1 PID控制原理-比例積分微分控制增量形式 傳遞函數(shù) tteTKtteTKteKtutd)(dd )()()(Dc0Icc=sTsTsEsUsGDIc111)()()(6.1 PID控制原理-比例微分控制特特 點點與PD相比，PID提高了系統(tǒng)的無差度；與PI相比，PID多了一個零點，為動態(tài)性能的改善提供了可能。PID兼顧了靜態(tài)和動態(tài)控制要求。 q PID控制作用中，控制作用中，比例作用是基礎(chǔ)控制；比例作用是基礎(chǔ)控制；微分作用是用于加快系微分作用是用于加快系統(tǒng)控制速度；積分作用統(tǒng)控制速度；積分作用是用于消除靜差。是用于消除靜差。ettyq將比例、積分、微分三種控制規(guī)律結(jié)合在一起，將比例

20、、積分、微分三種控制規(guī)律結(jié)合在一起，只要三項作用的強度配合適當，既能快速調(diào)節(jié)，又只要三項作用的強度配合適當，既能快速調(diào)節(jié)，又能消除余差，可得到滿意的控制效果。能消除余差，可得到滿意的控制效果。1）廣義過程控制通道時間常數(shù)較大或容積遲延較大時，引入微分調(diào)節(jié)。若工藝容許有靜差，可選用PD調(diào)節(jié)；若工藝要求無靜差，可選用PID調(diào)節(jié)。2）廣義過程控制通道時間常數(shù)較小、負荷變化不大、且工藝要求允許有靜差時，可以選擇P調(diào)節(jié)。3）廣義過程控制通道時間常數(shù)較小、負荷變化不大、且工藝要求允許無靜差時，可以選用PI調(diào)節(jié)。4）廣義過程控制通道時間常數(shù)很大、且純時延較大、負荷變化劇烈時，不宜采用PID控制。6.1 PI

21、D控制原理-算法選擇原則5）廣義過程的傳遞函數(shù)表示為如下形式時則可根據(jù)0/T0的比值來選擇調(diào)節(jié)規(guī)律。0/T00.2，選用P或PI調(diào)節(jié)規(guī)律。0.20/T01.0，PID不能滿足控制要求。6.1 PID控制原理-算法選擇原則sesTKsGo1)(ooo=調(diào)節(jié)規(guī)調(diào)節(jié)規(guī)律律優(yōu)優(yōu) 點點缺缺 點點應(yīng)應(yīng) 用用P靈敏、簡單，只有一靈敏、簡單，只有一個整定參數(shù)；個整定參數(shù)；存在靜差存在靜差負荷變化不顯著，工藝指標負荷變化不顯著，工藝指標要求不高的對象。要求不高的對象。PI能消除靜差，又控制能消除靜差，又控制靈敏靈敏對于滯后較大的對象，對于滯后較大的對象，比例積分調(diào)節(jié)太慢，效比例積分調(diào)節(jié)太慢，效果不好。果不好。應(yīng)

22、用于調(diào)節(jié)通道容量滯后較應(yīng)用于調(diào)節(jié)通道容量滯后較小、負荷變化不大、精度要小、負荷變化不大、精度要求高的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。例如，流求高的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。例如，流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。PD增進調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定增進調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定度，可調(diào)小比例度，度，可調(diào)小比例度，而加快調(diào)節(jié)過程，減而加快調(diào)節(jié)過程，減小動態(tài)偏差和靜差小動態(tài)偏差和靜差系統(tǒng)對高頻干擾特別敏系統(tǒng)對高頻干擾特別敏感，系統(tǒng)輸出易夾雜高感，系統(tǒng)輸出易夾雜高頻干擾。頻干擾。應(yīng)用于調(diào)節(jié)通道容量滯后較應(yīng)用于調(diào)節(jié)通道容量滯后較大，但調(diào)節(jié)精度要求不高的大，但調(diào)節(jié)精度要求不高的對象。對象。PID綜合了各類調(diào)節(jié)作用綜合了各類調(diào)節(jié)作用的優(yōu)點，所以有更高的優(yōu)點，所以有更高的調(diào)節(jié)質(zhì)

23、量。的調(diào)節(jié)質(zhì)量。對于滯后很大，負荷變對于滯后很大，負荷變化很大的對象，化很大的對象，PID調(diào)調(diào)節(jié)也無法滿足要求，應(yīng)節(jié)也無法滿足要求，應(yīng)設(shè)計復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)用于調(diào)節(jié)通道容量滯后較應(yīng)用于調(diào)節(jié)通道容量滯后較大、負荷變化較大、精度要大、負荷變化較大、精度要求高的對象。求高的對象。6.2 PID控制參數(shù)的整定方法在控制系統(tǒng)設(shè)計或安裝完畢后，被控對象、在控制系統(tǒng)設(shè)計或安裝完畢后，被控對象、測量變送器和執(zhí)行器這三部分的特性就完全確定測量變送器和執(zhí)行器這三部分的特性就完全確定了，不能任意改變。只能通過控制器參數(shù)的工程了，不能任意改變。只能通過控制器參數(shù)的工程整定，來調(diào)整控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制質(zhì)量

24、。整定，來調(diào)整控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制質(zhì)量。確定調(diào)節(jié)器的比例度、積分時間TI和微分時間TD。整定的實質(zhì)是通過改變調(diào)節(jié)器的參數(shù)，使其特性和過程特性 相匹配，以改變系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)指標，爭取最佳控制效果。 控制指標：系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)=0.75-0.9（衰減比n=4:1-10:1）6.2 PID控制參數(shù)的整定方法-概念6.2 PID控制參數(shù)的整定方法-概念最佳整定參數(shù)，在某種評價指標下，系統(tǒng)達到最最佳整定參數(shù)，在某種評價指標下，系統(tǒng)達到最佳控制狀態(tài)時，調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律所對應(yīng)的一組參數(shù)佳控制狀態(tài)時，調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律所對應(yīng)的一組參數(shù)值。值。對于單回路控制系統(tǒng)，較為通用的標準是對于單回路控制系統(tǒng)，較為通用的標準

25、是“典型典型最佳調(diào)節(jié)過程最佳調(diào)節(jié)過程”，即控制系統(tǒng)在階躍擾動作用下，被，即控制系統(tǒng)在階躍擾動作用下，被控參數(shù)的過渡過程呈控參數(shù)的過渡過程呈4:1（或（或10:1）的衰減振蕩過程。）的衰減振蕩過程。在這個前提下，盡量滿足準確性和快速性要求，即絕在這個前提下，盡量滿足準確性和快速性要求，即絕對誤差時間積分最小。這樣的系統(tǒng)具有適當?shù)姆€(wěn)定性對誤差時間積分最小。這樣的系統(tǒng)具有適當?shù)姆€(wěn)定性、快速性，又便于人工操作管理。、快速性，又便于人工操作管理。被控過程的特點及其控制器參數(shù)范圍 6.2 PID控制參數(shù)的整定方法-原則項目時滯容量數(shù)周期噪聲比例帶積分作用微分作用流量液體壓力無多容量110s有100500%

26、50200%重要不用氣體壓力無單容量0無05%不必要不必要液位無單容量110s有550%少用不用溫度蒸汽壓力變動36minh無10100%用重要成分恒定1100minh存在1001000%重要可用對數(shù)頻率特性法 根軌跡法理論計算整定方法經(jīng)驗法 衰減曲線法 臨界比例度法響應(yīng)曲線法工程整定法需要知道數(shù)學(xué)模型需要知道數(shù)學(xué)模型不需要事先知道過程的數(shù)學(xué)模型，不需要事先知道過程的數(shù)學(xué)模型，可直接在系統(tǒng)中進行現(xiàn)場整定，比可直接在系統(tǒng)中進行現(xiàn)場整定，比較簡單較簡單6.2 PID控制參數(shù)的整定方法-分類6.2 PID參數(shù)的整定方法-臨界比例度法一種閉環(huán)整定方法，即直接在閉環(huán)系統(tǒng)中進行，不需要測試過程的動態(tài)特性；

27、方法簡單、使用方便。 將控制器的積分時間TI置于最大（ TI =） ，微分時間TD 置零（TD=0），比例帶置為較大的數(shù)值, 把系統(tǒng)投入閉環(huán)運行。 系統(tǒng)穩(wěn)定后，施加一個階躍輸入；減小比例度，直到出現(xiàn)等幅振蕩為止。6.2 PID參數(shù)的整定方法-臨界比例度法 記錄臨界比例帶和等幅振蕩周期。 根據(jù)K和TK ，采用下表中的經(jīng)驗公式，計算控制器各參數(shù)。 按先P，后I，最后D的操作程序，將控制器整定參數(shù)調(diào)到計算值上；觀察其運行曲線，作進一步調(diào)整。6.2 PID參數(shù)的整定方法-臨界比例度法6.2 PID參數(shù)的整定方法-臨界比例度法 受到一定的限制。如有些系統(tǒng)不允許進行反復(fù)振蕩試驗；如時間常數(shù)較大的單容過程，

28、采用比例控制時根本不可能出現(xiàn)等幅振蕩。 過程特性不同，整定得到的控制器參數(shù)不一定能獲得滿意結(jié)果。如無自衡特性過程，整定參數(shù)往往會使系統(tǒng)響應(yīng)的衰減率偏大（即0.75）；有自衡特性的高階等容過程，整定參數(shù)使系統(tǒng)衰減率偏?。碊RDdTRIUnU=011的分壓和為11 .9n0111UsCRsCnnIDDDD=0111UnnsCIRIDdDd=021UUF=sKTsTksUsUsWDDDp=1)1 ()()()(201022sCRPRPSUnnSUnsUDDDT=1)(1)(1)(0101)(11101sUsCRPsCnRPnDDDD=TFUU=)(11)(0102sUsCRPsCnRPnsUUDD

29、DDF=nKD=微分增益DDDDDDCRPKCRPnT=微分時間常數(shù)6.3 DDZ-III型PID控制器全刻度指示控制器-PD電路s打在左邊時，斷開微分作用電路只有比例作用，CD將與9.1k并聯(lián)，則CD上的電壓始終跟隨9.1k電阻壓降，保證s從”斷“切到“通”時，輸出保持不變，實現(xiàn)無擾切換。6.3 DDZ-III型PID控制器全刻度指示控制器-PD電路S1，S2：聯(lián)動時間開關(guān)S3：積分時間換擋CM：積分電容RPI：積分電阻射極跟隨器：射極輸出近似跟隨基極輸入，且同相位。減少對上級的影響，隔離、提高帶載能力。6.3 DDZ-III型PID控制器全刻度指示控制器-PI電路011030202=SCU

30、URUmUSCUUMFIFIF023330311 1111 USCRKCCKSCmRCCUKUMIMIIIMIF=02031111USTKSTCCUIIIMI=忽略, 11 1,10353=MIMICCKCCK6.3 DDZ-III型PID控制器全刻度指示控制器-PI電路S3接到x10位置實際電阻為積分時間常數(shù)積分增益比例增益IIIIMIRRCmRTCCKKCCKpPmIIM3I3=STKSTKpsWIII1111 )(33=min251 . 0,10min5 . 201. 0, 1150006210IIIMITmTmKRFCC6.3 DDZ-III型PID控制器全刻度指示控制器-PI電路)24(322BBTURRRUU=321434,RRRRR=245451=BTUU同相端反相端1034)(RUUURUUBFFf=)(515403UUUUBfF=6.3 DDZ-III型PID控制器全刻度指示控制器-輸出電路0030041244241( )4250FTf03fff03UUUUUI RUIIW sRU=VDCURf51,5 .6203=DCmAII=204006.3 DDZ-III型PID控制器全刻度指示控制器-傳遞函數(shù)STKSTSKTSTKpKpKpKpsWsWsWsWsWIIIDDD111111)()()(