正作用:测量值–给定值——增大、输出增大 反作用:给定值–测量值——增大、输出增大
⑶调节器正反作用的确定原则:保证系统构成负反馈;简单的判定方法:闭合回路中有奇数个反作用环节。
6.4.调节器参数的工程整定方法 6.4-0.
1.在控制系统设计或安装完毕后,被控对象、测量变送器和执行器这三部分的特性就完全确定了,不能任意改变。只能通过控制器参数的工程整定,来调整控制系统的稳定性和控制
质量
4.稳定边界方法在下面两种情况下不宜采用:
2.控制器参数的整定,就是按照已定的控制方案,求取使
⑴控制通道的时间常数很大、临界比例度过小时,调节阀控制质量最好的控制器参数值。具体来说,就是确定最合适的
容易游移于全开或全关位置,即接近处于位式控制状态,对生控制器的比例度P或?、积分时间TI和微分时间TD。
产工艺不利或不容许。例如,一个用燃料油加热的炉子,如果
3.控制器参数整定的方法很多,主要有两(三?)大类,阀门发生全关状态就要熄火。
一类是理论计算的方法,另一类是工程整定法(和自整定法!⑵工艺上的约束条件严格时,) 等幅振荡将影响生产的安全。
4.工程整定法是在已经投运的实际控制系统中,通过试验6.4-2.衰减曲线法
或探索,来确定控制器的最佳参数。这种方法是工艺技术人员1.衰减曲线法属于闭环整定方法,需寻找最佳衰减振荡状在现场经常使用的。
6.4-1.稳定边界法(临界比例度法)
态。
2.整定过程、步骤:
1.属于闭环整定方法,根据纯比例控制系统所得的临界振⑴ 置调节器TI? ?,TD=0,比例度P或? ?较大值,荡试验数据:临界比例度Pm(?K)和振荡周期Tm(TK),
将系统投入运行。 按经验公式计算从而求出调节器的整定参数。
⑵在稳定状态下,改变阶跃给定值(通常以5%左右为宜),
观察调节过程曲线。 2.整定过程、步骤:(1) 置调节器TI? ?,TD=0,比
⑶适当改变比例度,重复上述实验,到出现满意的衰减曲
例度P或? ?较大值,将系统投入运行。(2) 逐渐减小
P或? ,加干扰观察,直到出现等幅减振荡为止。记录此时
的临界比例度Pm(?K)和振荡周期Tm(TK)。
3.稳定边界法整定参数计算表
线为止。
6.4-3.响应曲线法
1.响应曲线法属于开环整定方法。以被控对象控制通道的
⑷n阶跃响应为依据,通过经验公式求取调节器的最佳参数整定TS;?4:1时,记下此时的比例度PS(?S)及周期
值。
)及上升时间Tr2.方法:不加控制作用,作控制通道特性曲线。
n?10:1时,记下此时的比例度PS(?S(TP)
⑸按表(n?4:1)或按表(n?10:1)计算、求得各种
调节规律时的整定参数。
3.根据实验所得响应曲线,把广义对象当作有纯滞后的一阶惯性环节:
G0(s)?Koe??osTo?s?1另有版本写成:
G0(s)?
Ko1/?e??os?e??s
To?s?1To?s?1找出广义对象的特性参数K0、T0、?0
6.4-5.几种整定方法的比较
Ko?Po??y/(ymax?ymin)?x/(xmax?xmin)1Ko
综合习题、实用题
1.简单控制系统由哪几部分组成?
简单过程控制系统的结构与组成:指由一个测量变送器、一个控制器、一个执行器(控制阀)和一个对象(四个基本环节)所构成的单闭环控制系统。
2.为什么希望控制通道放大系数K0要大、时间常数T0小、纯滞后时间?0越小越好?而干扰通道的放大系数Kf尽可能小、时间常数Tf尽可能大?
控制通道放大系数K0大,操纵变量的变化对被控变量的
影响就大、控制作用对扰动的补偿力强、余差也小;但K0太大,会使系统的稳定性下降。
在相同的控制作用下,时间常数T0小,被控变量变化快;但时间常数T0过大或太小,在控制上都存在一定困难。
滞后时间?0的存在,使得控制作用总是落后于被控变量的变化,造成被控变量的最大偏差增大、控制质量下降。
干扰通道:
4.响应曲线法整定参数的公式
6.4-4.经验法
6.某控制系统用临界比例度法确定调节器的参数,测得放大系数Kf大,对控制作用不利,因此尽可能小;时间常数Tf大,扰动作用比较平缓,被控变量变化平稳。
?K?50%,TK?3min。试确定采用PI 作用和PID作
用时的控制器参数。
3.对某过程控制系统的对象采用衰减曲线法试验时测得
PS?30%,Tr?5解:
。试用衰减曲线法按衰减比
查表:计算PI参数
n?10:1确定PID调节器的参数。
解:
查表6-3:计算PID参数
??2.2?K?2.2?50%?110%;TI?0.85TK?0.85?3?2.55min计算PID参数
P?0.8PS/?0.8?30%?24%;TI?1.2Tr?1.2?5?6s;TD?0.4Tr?0.4?5?2s
??1.7?K?1.7?50%?85%;TI?0.5TK?0.5?3?1.5min;TD?0.125TK?0.125?3?0.375min
4.对某过程控制系统的对象采用衰减曲线法试验时测得
7.某控制系统用临界比例度法确定调节器的参数,测得
PS?50%,TS?10。试用衰减曲线法按衰减比
?K?25%,TK?5min。试确定采用PI 作用和PID作
n?4:1确定PID调节器的参数。
解:
查表6-3:计算PID参数
用时的控制器参数。
解:
查表:计算PI参数
P?0.8PS?0.8?50%?40%;TI?0.3TS?0.3?10?3s;TD?0.1TS?0.1?10?1s5.某控制系统用n
??2.2?K?2.2?25%?55%;TI?0.85TK?0.85?5?4.25min计算PID参数
?4:1衰减曲线法确定调节器的参数,
??1.7?K?1.7?25%?42.5%;测得?S?50%,TS?5min。试确定采用PI 作用和
TI?0.5TK?0.5?5?2.5min;PID作用时的控制器参数。
解:
查表:计算PI参数
TD?0.125TK?0.125?5?0.625min8.某控制系统采用DDZⅢ型控制器,用临界比例度法确定调节器的参数;测得:
??1.2?S?1.2?50%?60%;TI?0.5TS?0.5?5?2.5min计算PID参数
?K?30%,TK?3min作用时的控制器参数。
解:
查表:计算PI参数
。试确定采用PI作用和PID
??0.8?S?0.8?50%?40%;TI?0.3TS?0.3?5?1.5min; TD?0.1TS?0.1?5?0.5min