参数的工程整定方法.doc

《参数的工程整定方法.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、PID控制参数的工程整定方法（）参数含义以传递函数：GPID（s）=K（1+1Tis+Tds）=1δ（1+1Tis+Tds）中参数为例。1、临界比例度法（Ziegler-Nichols）1.1在纯比例作用下，逐渐增加增益至产生等副震荡，根据临界增益和临界周期参数得出PID控制器参数，步骤如下：（1）将纯比例控制器接入到闭环控制系统中（设置控制器参数积分时间常数Ti=∞，实际微分时间常数Td=0）。（2）控制器比例增益K设置为最小，加入阶跃扰动（一般是改变控制器的给定值），观察被调量的阶跃响应曲线。（3）由小到大改变比例增益K，直到闭环系统出现振荡。（4）系统出现持续等幅振荡时，此时的增益

2、为临界增益（Ku），振荡周期（波峰间的时间）为临界周期（Tu）。（5）由表1得出PID控制器参数。表1调节规律KTiTdP0.5Ku--PI0.45Ku0.83Tu-PID0.6Ku0.5Tu0.125Tu1.2采用临界比例度法整定时应注意以下几点：（1）在采用这种方法获取等幅振荡曲线时，应使控制系统工作在线性区，不要使控制阀出现开、关的极端状态，否则得到的持续振荡曲线可能是“极限循环”，从线性系统概念上说系统早已处于发散振荡了。（2）由于被控对象特性的不同，按上表求得的控制器参数不一定都能获得满意的结果。对于无自平衡特性的对象，用临界比例度法求得的控制器参数往住使系统响应的衰减率偏大（

3、ψ＞0.75）。而对于有自平衡特性的高阶等容对象，用此法整定控制器参数时系统响应衰减率大多偏小（ψ＜0.75）。为此，上述求得的控制器参数，应针对具体系统在实际运行过程中进行在线校正。（3）临界比例度法适用于临界振幅不大、振荡周期较长的过程控制系统，但有些系统从安全性考虑不允许进行稳定边界试验，如锅炉汽包水位控制系统。还有某些时间常数较大的单容对象，用纯比例控制时系统始终是稳定的，对于这些系统也是无法用临界比例度法来进行参数整定的。（4）只适用于二阶以上的高阶对象，或一阶加纯滞后的对象，否则，在纯比例控制情况下，系统不会出现等幅振荡。1.3若求出被控对象的静态放大倍数KP=△y／△u，则

4、增益乘积KpKu可视为系统的最大开环增益。通常认为Ziegler-Nichols闭环试验整定法的适用范围为：（1）当KpKu>20时，应采用更为复杂的控制算法，以求较好的调节效果。（2）当KpKu<2时，应使用一些能补偿传输迟延的控制策略。（3）当1.5

5、4:1或10:l），然后利用衰减振荡的试验数据，根据经验公式求取控制器的整定参数。整定步骤如下：（1）在纯比例控制器下，置比例增益K为较小值，并将系统投入运行。（2）系统稳定后，作设定值阶跃扰动，观察系统的响应，若系统响应衰减太快，则减小比例增益K；反之，应增大比例增益K。直到系统出现如图1（a）所示的4:1衰减振荡过程，记下此时的比例增益Ks及和振荡周期Ts数值。图1（3）利用Ks和Ts值，按表2给出的经验公式，计算出控制器的参数整定值。表2衰减率调节规律KTiTd0.75PKs--PI0.83Ks0.5Ts-PID1.25Ks0.3Ts0.1Ts0.9PKs--PI0.83Ks2Tr

6、-PID1.25Ks1.2Tr0.4Tr（4）10：1衰减曲线法类似，只是用Tr带入计算。采用衰减曲线法必须注意几点：（1）加给定干扰不能太大，要根据生产操作要求来定，一般在5%左右，也有例外的情况。（2）必须在工艺参数稳定的情况下才能加给定干扰，否则得不到正确得整定参数。（3）对于反应快的系统，如流量、管道压力和小容量的液位调节等，要得到严格的4：1衰减曲线较困难，一般以被调参数来回波动两次达到稳定，就近似地认为达到4：1衰减过程了。（4）投运时，先将K放在较小的数值，把Ti减少到整定值，把Td逐步放大到整定值，然后把K拉到整定值（如果在K=整定值的条件下很快地把Td放到整定值，控制器

7、的输出会剧烈变化）。3、经验整定法3.1方法一A：　　（1）确定比例增益使PID为纯比例调节,输入设定为系统允许最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益逐渐减小至系统振荡消失，记录此时的比例增益，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。　　（2）确定积分时间常数　　比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大Ti至