过程控制教程-第13讲 控制器参数整定 24页ppt课件

1、Process Control & Instrumentation Technology主要内容主要内容t比例带度比例带度tPIDPID参数对系统动静态特性的影响参数对系统动静态特性的影响t控制器参数整定：现场试凑法、临界比例控制器参数整定：现场试凑法、临界比例度法、衰减曲线法度法、衰减曲线法t采样周期选择采样周期选择 t无扰切换无扰切换Process Control & Instrumentation Technology比例带度比例带度 t反映比例控制器的比例控制造用强弱的一个参数。t数值上比例度等于输入偏向变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数 %100/minma

2、xminmaxuuuxxeProcess Control & Instrumentation Technology比例带度比例带度t可以了解为使控制器的输出变化满刻度也就是使控制阀从全关到全开或相反时，相应所需的输入偏向变化量占仪表丈量范围的百分数。 t比例度越大，表示比例控制造用越弱。 ( =1/Kp 减小比例度，会使系统的稳定性和动态性能变差，但可相应地减小余差，提高静态精度。 Process Control & Instrumentation Technology例题t一台DDZ-型温度比例控制器，测温范围为2001200。当温度给定值由800变动到850，其输出由12m

3、A变化到16mA。试求该控制器的比例度及放大系数。Process Control & Instrumentation Technology例题t根据比例度的定义：t =20%100/minmaxminmaxpppxxe%1004201216/20012008008505%2011KpProcess Control & Instrumentation TechnologyPIDPID参数对系统动静态特性的影响参数对系统动静态特性的影响 t比例度过小，即比例放大系数过大时，比例控制造用很强，系统有能够产生振荡；t积分时间过小时，积分控制造用很强，易引起振荡；t微分时间过大时，微分控

4、制造用过强，易产生振荡。 Process Control & Instrumentation TechnologyPIDPID参数对系统动静态特性的影响参数对系统动静态特性的影响比例比例P P控制控制Process Control & Instrumentation TechnologyPIDPID参数对系统动静态特性的影响参数对系统动静态特性的影响比例积分比例积分PI PI控制控制Process Control & Instrumentation TechnologyPIDPID参数对系统动静态特性的影响参数对系统动静态特性的影响比例微分比例微分PDPD控制控制Pro

5、cess Control & Instrumentation TechnologyPIDPID参数对系统动静态特性的影响参数对系统动静态特性的影响比例积分微分比例积分微分PIDPID控制控制Process Control & Instrumentation Technology控制器参数整定控制器参数整定 t指决议调理器的比例度、积分时间TI和微分时间TD和采样周期Ts的详细数值。t整定的本质是经过改动调理器的参数，使其特性和过程特性相匹配，以改善系统的动态和静态目的，获得最正确的控制效果。 Process Control & Instrumentation Techn

6、ology整定方法整定方法t整定调理器参数的方法很多，归纳起来可分为两大类，即实际计算整定法和工程整定法：t实际计算整定法有对数频率特性法、根轨迹法等；t工程整定法有阅历法、衰减曲线法、监界比例度法和呼应曲线法等。 Process Control & Instrumentation Technology工程整定法特点t不需求事先知道过程的数学模型，直接在过程控制系统中进展现场整定t方法简单；t计算简便；t易于掌握。Process Control & Instrumentation Technology现场凑试法现场凑试法 t按照先比例P、再积分I、最后微分D的顺序。 t置调理器

7、积分时间TI=，微分时间TD=0，在比例度按阅历设置的初值条件下，将系统投入运转，整定比例度。求得称心的4：1过渡过程曲线。 t引入积分作用此时应将上述比例度加大1.2倍。将TI由大到小进展整定。 t假设需引入微分作用时，那么将TD按阅历值或按TD=1/31/4TI设置，并由小到大参与。 Process Control & Instrumentation Technology临界比例度法临界比例度法 t在闭合的控制系统里，将调理器置于纯比例作用下，从大到小逐渐改动调理器的比例度，得到等幅振荡的过渡过程。t此时的比例度称为临界比例度k，相邻两个波峰间的时间间隔，称为临界振荡周期Tk。 P

8、rocess Control & Instrumentation Technology临界比例度法步骤临界比例度法步骤t将调理器的积分时间TI置于最大TI=，微分时间置零TD=0，比例度适当，平衡操作一段时间，把系统投入自动运转。 t将比例度逐渐减小，得到等幅振荡过程，记下临界比例度k和临界振荡周期Tk值。 t根据k和Tk值，采用阅历公式，计算出调理器各个参数，即、TI、TD的值。 t按“先P后I最后D的操作程序将调理器整定参数调到计算值上。假设还不够称心，可再作进一步伐整。 Process Control & Instrumentation Technology临界比例度法整

9、定本卷须知 t有的过程控制系统，临界比例度很小，使系统接近两式控制，调理阀不是全关就是全开，对工业消费不利。 t有的过程控制系统，当调理器比例度调到最小刻度值时，系统仍不产生等幅振荡，对此，就把最小刻度的比例度作为临界比例度k进展调理器参数整定。 Process Control & Instrumentation Technology衰减曲线法衰减曲线法 t选把过程控制系统中调理器参数置成纯比例作用TI=，TD=0使系统投入运转。再把比例度从大逐渐伐小，直到出现4：1衰减过程曲线。t此时的比例度为4：1衰减比例度c，两个相邻波峰间的时间间隔，称为4：1衰退减振荡周期Ts。 Proces

10、s Control & Instrumentation Technology衰减曲线法衰减曲线法t根据c和Ts，运用公式，即可计算出调理器的各个整定参数值。 t按 “先P后I最后D的操作程序，将求得的整定参数设置在调理器上。再察看运转曲线，假设不太理想，还可作适当调整。 Process Control & Instrumentation Technology衰减曲线法本卷须知衰减曲线法本卷须知t反响较快的控制系统，要认定4：1衰减曲线和读出Ts比较困难，此时，可用记录指针来回摆动两次就到达稳定作为4：1衰减过程。 t在消费过程中，负荷变化会影响过程特性。当负荷变化较大时，必需重

11、新整定调理器参数值。 t假设以为4：1衰减太慢，宜运用10：1衰减过程。对于10：1衰减曲线法整定调理器参数的步骤与上述完全一样，仅仅采用计算公式有些不同。 Process Control & Instrumentation Technology采样周期的选择采样周期的选择 t香农Shannon采样定律 ：t为不失真地复现信号的变化，采样频率至少应大于或等于延续信号最高频率分量的二倍。t根据采样定律可以确定采样周期的上限值。t实 际 采 样 周 期 的 选 择 还 要 受 到 多 方 面 因 素 的 影 响 。t不 同 的 系 统 采 样 周 期 应 根 据 具 体 情 况 来 选 择

12、 。 Process Control & Instrumentation Technology采样周期的选择采样周期的选择t通常按照过程特性与干扰大小适当来选取采样周期：t即对于呼应快、如流量、压力动摇大、易受干扰的过程，应选取较短的采样周期；t反之，当过程呼应慢如温度、成份、滞后大时，可选取较长的采样周期。t采样周期的选取应与PID参数的整定进展综合思索。 Process Control & Instrumentation Technology采样周期的选择采样周期的选择t采样周期应远小于过程的扰动信号的周期。 t在执行器的呼应速度比较慢时，过小的采样周期将失去意义，因此可适中选大一点。 t在计算机运算速度允许的条件下，采样周期短，那么控制质量好。 t当