工業(yè)自動化儀表及過程控制(調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇)

工業(yè)自動化儀表及過程控制(9)IndustrialAutomationInstrumentationsandProcessControlTANGNAN1調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇PIPIPDPIDTANGNAN2干擾作用下雙容對象的比例調(diào)節(jié)TANGNAN3干擾作用下雙容對象的比例調(diào)節(jié)TANGNAN4單位階躍擾動響應(yīng)TANGNAN5單位階躍擾動響應(yīng)TANGNAN6控制主要指標穩(wěn)態(tài)誤差：振蕩周期：超調(diào)：衰減率：TANGNAN7控制主要指標阻尼比：Kc↑→K↑→ζ↓→ψ（衰減比）↓Kc增加：系統(tǒng)穩(wěn)定性變差，振蕩加劇開環(huán)放大系數(shù)：TANGNAN8控制主要指標自然頻率（無阻尼振蕩頻率）：Kc↑→K↑→ω0↑→ωz↑→ts（調(diào)整時間）↓Kc增加：系統(tǒng)頻率增加，響應(yīng)加快振蕩頻率：TANGNAN9控制主要指標穩(wěn)態(tài)誤差：Kc↑→K↑→y(∞)↓

→yD↓Kc增加：穩(wěn)態(tài)誤差減少，動態(tài)偏差減少，系統(tǒng)準確度提高最大動態(tài)值：TANGNAN10比例增益對控制指標的影響Kc增加：系統(tǒng)穩(wěn)定性變差，振蕩加劇。系統(tǒng)頻率增加，響應(yīng)加快。穩(wěn)態(tài)誤差減少，準確性提高TANGNAN11可控性指標控制系統(tǒng)常用品質(zhì)指標：關(guān)于誤差和穩(wěn)定性：y(∞),

yD,Ψ,

關(guān)于響應(yīng)速度：ωz,ts,tp第一項均與系統(tǒng)開環(huán)放大系數(shù)K相關(guān)：K越大，響應(yīng)準確程度越好，但K太大響應(yīng)穩(wěn)定性差。第二項可以用ωz來表示：ωz越大響應(yīng)越快，ωz太大衰減比減小。TANGNAN12可控性指標設(shè)Kmax和ωm分別為：臨界放大倍數(shù)和臨界頻率。則對于PI調(diào)節(jié)，有：K≈Kmax，ωz≈（0.7-0.9）

ωm可以取以下乘積作為調(diào)節(jié)指標：KmaxωmTANGNAN13PI調(diào)節(jié)作用分析KoGo(s)：對象TANGNAN14PI調(diào)節(jié)頻率特性TANGNAN15PI調(diào)節(jié)頻率特性有克服穩(wěn)態(tài)誤差的能力使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降TANGNAN16PD調(diào)節(jié)頻率特性TANGNAN17PD調(diào)節(jié)頻率特性改善系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)有利于系統(tǒng)穩(wěn)定TANGNAN18PID調(diào)節(jié)頻率特性TANGNAN19PD調(diào)節(jié)作用例TANGNAN20PID調(diào)節(jié)作用例TANGNAN21PID參數(shù)的整定方法在實際PID控制系統(tǒng)中，需要對PID參數(shù)進行正確的選擇和調(diào)節(jié)來保證系統(tǒng)控制質(zhì)量。整定的參數(shù)為比例系數(shù)：kp

或比例度（比例帶）：δ=1/Kp積分時間：Ti微分時間：Td以及采樣周期：TTANGNAN22PID參數(shù)與控制性能的關(guān)系Kc越大控制作用越強，隨著Kc

的增加(比例度δ減小)，余差下降，最大偏差減小，但穩(wěn)定性變差。積分時間Ti越短，積分作用越強，Ti趨向無窮大時無積分作用。引入積分作用I后，為保持穩(wěn)定性裕度，Kc應(yīng)減少10-20%。微分時間Td越大，微分作用越強，系統(tǒng)響應(yīng)越靈敏。Td=0無微分作用。引入微分作用D后，Kc應(yīng)增加10-20。TANGNAN23常用被控量PID參數(shù)經(jīng)驗選擇TANGNAN24調(diào)節(jié)器參數(shù)整定穩(wěn)定邊界法反應(yīng)曲線法衰減曲線法等TANGNAN25穩(wěn)定邊界法調(diào)節(jié)器參數(shù)整定例：TANGNAN26衰減曲線法用純比例控制器，階躍信號作為輸入。逐漸減小δ，直至系統(tǒng)出現(xiàn)4∶1的衰減過程為止。記錄下此時的比例帶δ2和兩相鄰波峰之間的時間T2，然后，按照表來確定控制器的參數(shù)。TANGNAN27調(diào)節(jié)器參數(shù)自整定例Quicktune系統(tǒng)應(yīng)用TANGNAN28選擇控制器位號選擇過程類型開始調(diào)節(jié)TANGNAN29PID回路趨勢圖在線調(diào)節(jié)中...TANGNAN30調(diào)節(jié)過程結(jié)束TANGNAN31自動生成推薦的參數(shù)值TANGNAN32AdvanceProcessControl:APC解耦控制最優(yōu)控制模糊控制非線性控制人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制預(yù)測控制等先進控制技術(shù)TANGNAN33第6章單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)

思考題：在比例自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中增加比例放大系數(shù)，將會對系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能產(chǎn)生哪些影響？A.穩(wěn)定性下降；B.調(diào)節(jié)過程加快；C.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差和超調(diào)下降；D.系統(tǒng)最大動態(tài)誤差增加。TANGNAN34第6章單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)思考題：在比例自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中增加比例放大系數(shù)，將會對系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能產(chǎn)生哪些影響？A.穩(wěn)定性下降；B.調(diào)節(jié)過程加快；C.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差和超調(diào)下降；D.系統(tǒng)最大動態(tài)誤差增加。答：A.B.C.（參閱課本P.256）TANGNAN35第6章單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)

思考題：調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程的穩(wěn)態(tài)誤差超過工藝規(guī)定，則下列哪項調(diào)整方法可以改善上述不足？（A）增加比例度； （B）減少積分時間； （C）增加積分時間； （D）減少微分時間。TANGNAN36第6章單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)

思考題：調(diào)節(jié)系統(tǒng)過渡過程的穩(wěn)態(tài)誤差超過工藝規(guī)定，則下列哪項調(diào)整方法可以改善上述不足？（A）增加比例度； （B）減少積分時間； （C）增加積分時間； （D）減少微分時間。答：B（參閱課本P.259）TANGNAN37第6章單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)小結(jié)：熟練掌握單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本概念；熟悉單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計和整定的基本步驟和常用方法；了解對象動態(tài)特性對調(diào)節(jié)質(zhì)