过程控制及仪表（过程控制系统篇）PPT电子教案课件-第三章 单回路控制系统3.ppt

第三章 单回路控制系统,过程控制及仪表,（过程控制系统篇）,第四节 控制器的选型,本节重点： 1. p、i、d三个参数对控制质量的影响； 2.控制器的选型;,第四节 控制器的选型,则上式化为标准二阶方程：,令,系统的特征方程为：,则有,设阶跃干扰的幅值为,，则有,设,。,见图,制质量的影响,一、比例控制作用对控,根据对象的特性和对控制质量的要求进行。,控制器的选型即确定控制器的控制作用。,k,k,c,t,t,b,t,t,a,),k,k,(,s,),t,t,(,s,t,t,),k,k,(,s,),t,t,(,s,t,t,s,),s,t,)(,s,t,(,a,),s,(,y,a,),k,k,(,s,),t,t,(,s,t,t,),s,t,)(,s,t,(,),s,t,)(,s,t,(,k,k,),s,(,d,),s,(,y,k,k,k,k,17,-,3,c,c,c,c,c,2,1,+,=,+,=,=,=,+,+,+,+,+,+,+,+,+,+,=,+,+,+,+,+,+,=,+,+,+,=,=,u,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,2,1,2,1,2,2,1,2,1,2,2,1,2,1,2,1,2,2,1,2,1,2,1,第四节 控制器的选型,第四节 控制器的选型,即工作频率增加。,，,不可能发散振荡。,不可能小于零，系统总是稳定的（对本系统而言），,但,将继续减小，过渡过程震荡加剧。,，,，系统为临界状态。,将减小，直到等于,，,，不振荡过程。,较大，并可能大于,较小时，,因此，,k,k,k,k,k,k,t,t,t,t,t,t,t,t,t,t,k,k,o,c,p,p,c,p,c,p,c,c,p,o,p,c,o,w,x,x,x,x,+,+,=,x,+,=,w,x,+,=,w,1,1,),1,(,2,2,1,2,1,2,1,2,1,2,1,2,1,2,第四节 控制器的选型,第四节 控制器的选型,第四节 控制器的选型,制质量的影响,二、积分控制作用对控,),s,t,(,k,k,),ts,(,s,t,),ts,(,s,t,),ts,k,)(,s,t,(,k,),s,(,d,),s,(,y,19,3,i,c,i,i,c,1,1,1,1,1,1,1,1,1,+,+,+,+,=,+,+,+,=,-,。控制器为比例、积分作用。,见图,第四节 控制器的选型,k,tk,t,4,),1,k,k,(,t,ac,4,b,t,k,k,t,0,k,k,s,t,),1,k,k,(,ts,t,0,),s,(,sy,lim,),y(,),1,s,t,(,k,k,),1,ts,(,s,t,s,),1,ts,(,s,at,),s,(,y,a,c,i,2,c,2,i,2,i,c,c,i,c,2,i,0,s,i,c,i,i,-,+,=,-,=,+,+,+,=,=,+,+,+,+,=,变化时的影响。,时间,不变，讨论控制器积分,、,、,设,系统的特征方程为：,积分独有的特点。,作用能消除余差，这是,即系统余差为零。积分,由终值定理：,则有,假定阶跃干扰的幅值为,第四节 控制器的选型,扰动：d(s),第四节 控制器的选型,i作用使动态特性变坏,i作用使静态误差减小,快速的比例作用,第四节 控制器的选型,偿积分作用造成的稳定性下降，达到纯比例控制作用,时，积分作用切除。,第四节 控制器的选型,三、微分控制作用对控制质量的影响,),s,t,)(,s,t,(,k,),s,t,(,k,),s,(,d,),s,(,y,),s,t,(,k,17,-,3,d,c,d,c,1,1,1,1,1,1,2,1,+,+,+,+,=,+,有,作用,中的控制器中加入微分,在图,第四节 控制器的选型,),s,t,)(,s,t,(,k,),s,t,(,k,),s,(,d,),s,(,y,d,c,1,1,1,1,1,2,1,+,+,+,+,=,其特征方程为：,第四节 控制器的选型,比例控制作用时,第四节 控制器的选型,第四节 控制器的选型,第四节 控制器的选型,某温度控制系统，对于不同pid参数：,四、控制器选型,第四节 控制器的选型,第四节 控制器的选型,第五节 控制器参数的整定,本节重点： 控制器的参数整定： 控制器参数整定的理论基础 整定方法： 经验凑试法 临界比例度法 衰减曲线法 响应曲线法 衰减频率特性法,第五节 控制器参数的整定,第五节 控制器参数的整定,第五节 控制器参数的整定,y(t)为特征方程通解，且0,第五节 控制器参数的整定,系统要求通过参数整定,使每一个运动分量都稳定，控制系统的控制质量与系统特征方程的根有着内在联系。 控制质量可归结为对稳定性、快速性、和准确性三个方面的要求。这实质上就是要求系统的特征方程式的根分布在复平面虚轴左边的某一范围内，见图3-22的阴影区。,第五节 控制器参数的整定,第五节 控制器参数的整定,从稳定性看：,第五节 控制器参数的整定,第五节 控制器参数的整定,第五节 控制器参数的整定,表3-12 控制器整定参数经验范围,二、经验凑试法,第五节 控制器参数的整定,第五节 控制器参数的整定,振荡频繁，应增大比例度,第五节 控制器参数的整定,应增加积分时间,应减小积分时间,;,t,;,t,i,i,间回不来，则减小,曲线偏离设定值后长时,增加,当曲线波动较大时，应,第五节 控制器参数的整定,应减小td,应增大td,第五节 控制器参数的整定,三、临界比例度法（稳定边界法）,第五节 控制器参数的整定,进行整定。,作为,控制器最小的,生等幅振荡，这时就把,放到最小时，仍不能产,很小，控制器的,有的系统的,法。,不宜用此,时间的等幅振荡时，也,过程不允许被控量做长,某些工艺,不利，不宜采用此法。,位式控制状态，对生产,于,时而全关的状态，即处,很小，阀处于时而全开,度,界比例,很大时，控制系统的临,当控制通道的时间常数,性，使用前校准。,的刻度和记录仪的准确,k,k,k,.,.,d,d,d,d,d,3,2,第五节 控制器参数的整定,表3-13 临界比例度法参数计算表（0.75）,第五节 控制器参数的整定,四、衰减曲线法,第五节 控制器参数的整定,表3-14 4:1 控制器整定参数表,第五节 控制器参数的整定,第五节 控制器参数的整定,表3-15 10:1 控制器整定参数表,第五节 控制器参数的整定,五、响应曲线法,.,t,t,k,t,.,p,p,p,y,y,y,k,k,.,t,.,d,i,o,o,o,min,max,min,max,o,o,o,o,、,、,参数,递减过程控制器的整定,求出,按表,、,、,由,。,数,求出广义对象的放大倍,。,见图,、,线，并对曲线处理求出,测定广义对象的响应曲,步骤：,d,t,d,d,t,4：1,1,3,3,2,3,1,6,26,-,-,-,=,-,第五节 控制器参数的整定,表3-16 响应曲线法控制器整定参数经验公式表,第五节 控制器参数的整定,。,高，但要求测响应曲线,响应曲线法：整定质量,的系统不适用。,和衰减周期,于从曲线上判别递减比,扰频繁或由各种原因难,高。对