PID調節(jié)器的整定方法2020年3月修改

讀懂PID調節(jié)曲線白志剛整定參數(shù)之前的告誡——未濾勝先濾敗偏差切手動無擾切換傻瓜操作手動優(yōu)先無頭蒼蠅亂湊總想走捷徑歐幾里德五大公設每日揮刀五百次PID整定并不難，只是需要對一些最基本的東西，長久的歸納思考收集曲線1、設定值。作為比較判斷依據(jù)；2、被調量波動曲線。3、PID輸出。收集曲線純比例作用趨勢圖的特征分析一句話簡述：被調量變化多少，輸出乘以比例系數(shù)的積就變化多少?；蛘哒f：被調量與輸出的波形完全相似純比例作用趨勢圖的特征分析純比例作用趨勢圖的特征分析1、對于正作用的調節(jié)系統(tǒng)，頂點、谷底均發(fā)生在同一時刻。2、對于正作用的調節(jié)系統(tǒng)，被調量的曲線上升，輸出曲線就上升；被調量曲線下降，輸出曲線就下降。兩者趨勢完全一樣。3、波動周期完全一致。副作用與上述特征相反。純比例作用趨勢圖的特征分析4、只要被調量變化，輸出就變化；被調量不變化，不管靜態(tài)偏差有多大，輸出也不會變化。被調量與輸出的波形完全相似純比例作用趨勢圖的特征分析1、被調量回調的時候，輸出必然回調么？2、被調量不動，設定值改變，輸出怎么辦？3、存在單純的比例調節(jié)系統(tǒng)么？4、純比例調節(jié)系統(tǒng)會消除靜差么？純積分作用趨勢圖的特征分析一句話簡述：如果調節(jié)器的輸如偏差不等于零，就讓調節(jié)器的輸出按照一定的速度一直朝一個方向累加下去。純積分作用趨勢圖的特征分析純積分作用趨勢圖的特征分析積分相當于一個斜率發(fā)生器啟動這個發(fā)生器的前提是斜率的大小與兩個參數(shù)有關純積分作用趨勢圖的特征分析單純積分作用的特性總結如下：1、輸出的升降方向與被調量的升降有、無關，與輸入偏差的正負有、無關。2、輸出的升降方向與被調量的大小有、無關，與輸入偏差的正負有、無關。3、輸出的波動速度與被調量的大小有、無關。4、被調量不管怎么變化，輸出始終會、不會出現(xiàn)節(jié)躍擾動。5、被調量達到頂點的時候，輸出的變化方向變、不變，速率開始

。6、輸出曲線達到頂點的時候，必然是輸入偏差等于

的時候。無，有無，有有不會不變，降低零純積分作用趨勢圖的特征分析純積分作用趨勢圖的特征分析積分作用容易被初學者重視，重視是對的，因為它可以消除靜態(tài)偏差?？墒侵匾曔^頭了，就會形成積分干擾。先不說怎么判斷，能認識圖形是最重要的。純微分作用趨勢圖的特征分析一句話簡述：被調量不動，輸出不動；被調量一動，輸出馬上跳。純微分作用趨勢圖的特征分析微分作用為什么能超前調節(jié)？純微分作用趨勢圖的特征分析微分作用與被調量的大小

關，與被調量的變化速率

關；無、有無、有無窮大；最小或者最大與被調量的正負

關，與被調量的變化趨勢

關；如果被調量有一個階躍，就相當于輸入變化的速度

，那么輸出會直接到

；微分參數(shù)有的是一個，用微分時間表示。有的分為兩個：微分增益和微分時間。微分增益表示輸出波動的幅度，波動后還要輸出回歸，微分時間表示回歸的快慢。見圖4，KD是微分增益，TD是微分時間。由上條得出推論：波動調節(jié)之后，輸出還會自動拐回頭。純微分作用趨勢圖的特征分析比例作用：輸出與輸入曲線相似。積分作用：輸入有偏差，輸出才變化。微分作用：輸入有抖動輸出才變化，且會猛變化。比例、積分、微分作用積分作用：輸入有偏差，輸出才變化。比例作用：輸出與輸入曲線相似。微分作用：輸入有抖動輸出才變化，且會猛變化。比例積分趨勢圖的特征分析比例積分作用，就是在被調量波動的時候，純比例和純積分作用的疊加，簡單的疊加。比例積分趨勢圖的特征分析比例積分作用為什么能夠消除靜態(tài)偏差？比例積分趨勢圖的特征分析比例積分作用比例作用積分作用積分引起滯后t1t2t3t4t5t6比例積分作用趨勢圖的特征分析一般來說，積分作用往往被初學者過度重視。因為積分作用造成的超調往往被誤讀為比例作用的不當。而對于一個很有經(jīng)驗的整定者來說，在一些特殊情況況下，積分作用往往又被過度漠視。因為按照常理，有經(jīng)驗的人往往充分理解積分作用對靜態(tài)偏差的作用，可是對于積分作用特殊情況下的靈活運用，卻反而不容易變通。比例積分作用趨勢圖的特征分析原則性與靈活性比例積分微分作用趨勢圖的特征分析階躍量使得輸出急劇波動。當系統(tǒng)存在微分增益的時候，如果我們要修改微分增益或者檢查被微分處理的信號，就要小心了，最好是退出自動。比例積分微分作用趨勢圖的特征分析當微分增益發(fā)揮作用后，隨之微分使得輸出回歸，回歸時間與微分時間有關系。比例積分微分作用趨勢圖的特征分析微分作用強，造成輸出毛刺。微分增益和微分時間是兩個相關聯(lián)的參數(shù)。當微分增益增大的時候，要消除毛刺，就要相應提高微分時間，反之減小。比例積分微分作用趨勢圖的特征分析比例積分微分三個參數(shù)的大小也是相對的。比如說在比例帶為80的時候，積分時間為120也許會感覺比較正常?？墒钱斈惆驯壤龓д{為200的時候，積分作用如果還不變化，那么積分就會造成調節(jié)滯后，這時候就需要你把積分時間也要增大。比例積分微分作用趨勢圖的特征分析比例積分微分三個參數(shù)的大小都不是絕對的，都是相對的。切不可以為我發(fā)現(xiàn)一個參數(shù)比較合適，就把這個參數(shù)固定死，不管別的參數(shù)怎么變化，永遠不動前面固定的參數(shù)。這樣的整定是機械的整定，要不得的。我們要在多個參數(shù)之間反復權衡，既要把握原則性，又要學會靈活性。比例積分微分作用趨勢圖的特征分析把串級調節(jié)系統(tǒng)孤立成兩個單回路。把主、副調隔離開來，先整定一個回路，再全面考慮一般來說，對于調節(jié)周期長的系統(tǒng)可以先整定內回路。整定參數(shù)的原則——復雜問題簡單化把相互耦合的系統(tǒng)解耦為幾個獨立的系統(tǒng)，在穩(wěn)態(tài)下，進行參數(shù)判斷。讓各個系統(tǒng)之間互不干擾，然后再考慮耦合；把P、I、D隔離開來。先去掉積分、微分作用，讓系統(tǒng)變?yōu)榧儽壤{節(jié)方式。然后再考慮積分，然后再考慮微分。整定參數(shù)的原則——復雜問題簡單化常規(guī)方法：逐漸加大比例作用，一直到系統(tǒng)發(fā)生等幅震蕩，然后在這個基礎上適當減小比例作用，或者把比例增益乘以0.6~0.8。不過上述方法是有一點點風險的。有的系統(tǒng)比較敏感，可能威脅系統(tǒng)安全。整定比例作用震蕩的系統(tǒng)一定是因為比例作用過強么？整定比例作用在比例作用比較弱的時候，波動曲線往往也是震蕩著的，有人甚至會把極弱參數(shù)下的波動當成了震蕩。極弱參數(shù)下的波動也有一定的周期，但是在一個波動周期內，往往參雜了幾個小波峰。那么到底怎么判斷震蕩呢？一般來說，對于一個簡單的單回路調節(jié)系統(tǒng)，比例作用很強的時候，振蕩周期是很有規(guī)律的，基本上呈正弦波形狀。整定比例作用有人說：你看我的調節(jié)系統(tǒng)整定得多好，被調量的曲線簡直跟正弦波一樣好看。整定比例作用不管是被調量還是調節(jié)輸出，其曲線都不應該有強烈的周期特征。經(jīng)常發(fā)現(xiàn)比例作用過強或者過弱都會造成震蕩，那怎么判斷比例作用強還是弱了呢？1、周期性非常明顯的系統(tǒng)，往往是比例作用過強2、增強比例作用，看系統(tǒng)的波動是強了還是弱了，如果沒有明顯變化，那就繼續(xù)增強直到確認為止。整定比例作用有許多人看系統(tǒng)難以穩(wěn)定，就去修改控制策略。最終使得控制策略龐大臃腫。不利后果有三個：1、不利于檢查問題和整定參數(shù)，程序越復雜越不利；2、容易出現(xiàn)編程錯誤甚至前后矛盾；3、增加了系統(tǒng)負擔。DCS中，影響負荷率的最大因素就是模擬量運算。自動調節(jié)系統(tǒng)的模擬量運算最大。所以，臃腫的調節(jié)系統(tǒng)增加了系統(tǒng)負荷率。三沖量整定比例作用原始參數(shù)怎么設？1、一般我都是把比例增益放在小于一；2、越是重要的系統(tǒng)，增益越小，越安全；3、參數(shù)輸入后，要隨時注意切換到手動，注意觀察；4、對于要整定的系統(tǒng)要做到與運行人員一樣熟練操作，因為發(fā)生問題切到手動后，運行人員往往不能及時發(fā)現(xiàn)問題，從而可能釀成大禍！整定比例作用積分作用可以消除靜態(tài)偏差積分作用是個相對的量整定積分作用比例作用積分作用整定積分作用積分拐點積分拐點積分作用和比例作用是相對的。當比例作用強的時候，積分也可以隨之增強；比例作用弱的時候，積分也必須隨之下調。積分作用只是輔助比例作用進行調節(jié)，它僅僅是為了消除靜態(tài)偏差。積分作用是個相對的量整定積分作用整定微分作用具體怎么理解參數(shù)，一定要看廠家的定義。不同的廠家定義有區(qū)別整定微分作用微分為什么具有超前調節(jié)作用？1、波動來臨時，不管波動的幅度有多大，只要波動的速度夠大，調節(jié)器就會令輸出大幅度調整。2、波動結束后，如果調節(jié)合理，一般被調量經(jīng)過一個靜止期后，還會稍微回調一點。在被調量處于靜止期間，因為微分時間的作用，不等被調量回調，調節(jié)器首先回調。整定微分作用微分增益過強，微分調節(jié)會產生毛刺。但是同樣的增益下，延長微分時間，就可以抑制輸出突變整定微分作用許多人牢牢記住了“微分的超前調節(jié)作用”，只要覺得系統(tǒng)不夠快，就會加微分。系統(tǒng)快不快不能看表面現(xiàn)象，有許多系統(tǒng)往往是參數(shù)整定不好造成的震蕩。震蕩發(fā)生的時候，往往急得初學者恨不得馬上讓系統(tǒng)回調，不能馬上回調，就想到了微分。要記?。赫鹗幍漠a生可能與三個參數(shù)都有關。一定要認真判讀震蕩曲線的特征，分辨是那個因素造成的，然后對癥下藥才能夠抑制震蕩。整定微分作用微分的使用條件有：1、被調量是水位、氣壓、風壓的調節(jié)系統(tǒng)不宜使用微分。2、被調量有微小擾動的時候，要先消除擾動再使用微分。3、系統(tǒng)有大遲延的情況下應使用微分。比例、積分、微分作用比例積分微分三個參數(shù)哪個更重要？1、系統(tǒng)能否穩(wěn)定看比例作用2、系統(tǒng)能否消除靜差，看積分作用3、微分只是輔助作用，積分也是輔助作用4、一些異常情況下，積分可以發(fā)揮主要作用一個良好的調節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行機構動作次數(shù)。動作次數(shù)決定了執(zhí)行機構的壽命。這里說的執(zhí)行機構不光包括執(zhí)行器，還包括調節(jié)閥門。執(zhí)行機構頻繁動作的害處:1、損壞執(zhí)行器2、閥門線性惡化3、燒壞變頻器（變頻器電流異常增加）4、燒壞輸出繼電器最理想的調節(jié)系統(tǒng)不管閥門線性怎么變化，閥門一次動作到位調節(jié)系統(tǒng)常見問題t1t2t3t4死區(qū)過大輸出死區(qū)過大，與執(zhí)行機構死區(qū)過大調節(jié)系統(tǒng)常見問題如何判斷主副調的測量值造成的影響a1a2a3a4調節(jié)系統(tǒng)常見問題如何判斷測量與輸出造成的影響測量與輸出互相影響看先后a1a2a3a4經(jīng)典的三沖量汽包水位調節(jié)系統(tǒng)。帶有流量反饋的調節(jié)系統(tǒng)的非常規(guī)整定方法給水流量線性的惡化。帶有流量反饋的調節(jié)系統(tǒng)的非常規(guī)整定方法經(jīng)典的三沖量汽包水位調節(jié)系統(tǒng)。帶有流量反饋的調節(jié)系統(tǒng)的非常規(guī)整定方法——對閥門線性惡化的遏制汽輪機一側主汽門突然關閉，主汽流量瞬間下降1／4，負荷突降1／3，主汽壓力突增1MPa。帶有流量反饋的調節(jié)系統(tǒng)的非常規(guī)整定方法主蒸汽溫度整定方法主蒸汽溫度自動調節(jié)系統(tǒng)在整個行業(yè)內都是難題。但是，其困難不在于參數(shù)整定，主要問題如下：1、調節(jié)閥門的線性惡化嚴重。建議相關調節(jié)閥應為進口高質量的優(yōu)秀閥門；2、干擾因素眾多。機組負荷、蒸汽流量、燃煤發(fā)熱量、煙氣流速、主要爐輔運行狀態(tài)都對其造成較為嚴重的干擾。3、DCS功能模塊需要完善。負荷改變與溫度波動的曲線圖負荷增加，進汽量快速增加，消耗鍋爐蓄熱，導致汽溫降低負荷增加，鍋爐投粉增加，鍋爐蓄熱增加，蒸汽吸熱增加，導致溫度快速升高由于溫度升高，自動輸出令減溫水流量大大增加，導致溫度大大降低主蒸汽溫度的無效調節(jié)無論是負荷前饋，還是鍋爐蓄熱前饋，對于主汽溫度調節(jié)來說，都過于超前了。需要開發(fā)模擬量純延時的功能模塊常見問題1、過于重視積分作用2、過于重視微分作用3、不敢減弱副調的積分作用4、死區(qū)不合理5、調節(jié)周期明顯常見問題6、執(zhí)行機構動作次數(shù)7、調節(jié)裕度8、通流量9、空行程10、閥門線性11、系統(tǒng)耦合12、反饋過強13、死搬標準，強調個別指標14、改變設定值以抑制超調15、主調快還是副調快常見問題既要心細如發(fā)小心翼翼，又要大膽妄為突破常規(guī)常見問題對待主要的調節(jié)系統(tǒng)，我們在整定參數(shù)的時候，一不小心就可能使得系統(tǒng)波動甚至震蕩甚至發(fā)散，所以要小心翼翼。什么時候小心翼翼？常見問題火電廠調節(jié)系統(tǒng)的干擾因素眾多，對于復雜調節(jié)系統(tǒng)，我們要善于讀懂曲線，判斷曲線每一個波動為什么會發(fā)生是什么原因造成的，從一個微小的不合常理的波動中發(fā)現(xiàn)問題的