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文档简介

自动控制系统的设计 PID校正 教师 闵佳园 汽包锅炉给水全过程 汽包锅炉工作原理 PID校正装置 又称PID控制器或PID调节器 是一种有源校正装置 它是最早发展起来的控制策略之一 在工业过程控制中有着最广泛的应用 其实现方式有电气式 气动式和液力式 PID控制器 PID控制器的优点 1 原理简单 应用方便 参数整定灵活 2 适用性强 可以广泛应用于电力 机械 化工 热工 冶金 轻工 建材 石油等行业 3 鲁棒性强 PID控制器的控制策略 经典的Ziegler Nichols算法和它的精调算法 预测PID算法 最优PID算法 控制PID算法 增益裕量 相位裕量PID设计 极点配置PID算法 鲁棒PID等 PID控制器工作原理 比例调节器 比例的作用 比例调节器的传递函数Gc S Kp u t Kp e t 若使Kp增大 系统的静态误差减小 但比例系数过大时 会破坏系统的稳定性和动态性能 例 一单位反馈系统的开环传递函数为 1 根轨迹 2 闭环响应曲线 增大 系统响应速度和超调量也增大 系统产生等幅振荡 已不稳定 比例积分调节器 PI 积分的作用 1 提高系统的型号 消除系统的误差2 相位滞后 系统稳定性变差 设计过程中 考虑系统稳定性时 Ti应足够大 若Ti太大 则PI调节器中的积分作用变小 会影响系统的静态性能 同时 也会导致系统响应速度的变慢 合理调节Kp和Ti的参数 PD和PID调节器 微分的作用 PID控制器的传递函数 式中N一般大于10 显然 当N 时 上式即为理想的PID控制器 减少超调 克服振荡 使系统趋于稳定 PD调节的作用 PID控制器的传递函数 临界比例度法 这种整定方法是在闭环情况下进行的 设TI TD 0 使调节器工作在纯比例情况下 将比例度由大逐渐变小 使系统的输出响应呈现等幅振荡 如下图所示 根据临界比例度 k和振荡周期TS 按表3 2所列的经验算式 求取调节器的参考参数值 这种整定方法是以得到4 1衰减为目标 表3 2临界比例度法整定调节器参数 临界比例度法的优点是应用简单方便 但此法有一定限制 首先要产生允许受控变量能承受等幅振荡的波动 其次是受控对象应是二阶和二阶以上或具有纯滞后的一阶以上环节 否则在比例控制下
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