PID参数整定方法

,控制器PID参数及其整定方法,WuXuexin,主要内容,自动控制系统的组成；比例(P)、积分(I)、微分(D)控制；P、I、D参数的整定方法；临界比例度法衰减曲线法经验法,自动控制系统的组成框图,自控系统组成,LC,LIC,比例(P)控制,比例控制：控制器的输出与输入偏差值成比例关系。系统一旦出现偏差，比例调节立即产生调节作用以减少偏差。,双位控制,比例控制,1、过程简单快速，比例作用大，可以加快调节，减少误差；2、比例作用过大，使系统稳定性下降，造成不稳定。3、有余差存在。,比例(P)控制,积分(I)控制,t,参数值,t,阀开度,t,负荷,dP/dt=Ki*eTi=1/Ki（分）,积分调节：消除系统余差，提高无差度。只要有余差存在，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止。,1、调节器的输出不仅取决于偏差的大小，而且更主要的是取决于偏差存在的时间2、积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。3、与比例调节相比，积分调节使调节过程缓慢，波动加大，系统稳定性下降。4、调节过分。,积分(I)控制,微分(D)控制,微分（D）控制：控制器的输出与输入误差信号的微分成正比关系。（即与偏差的变化速度成正比）,1、消除系统滞后；2、超前调节；3、易引起系统振荡；,比例、积分、微分调节小结,1、比例调节根据“偏差大小”来动作，输出与输入偏差的大小成比例，调节及时、有力，但有余差；比例度越小，调节作用越强，太强时会引起振荡；2、积分调节根据“偏差是否存在”来动作，输出与偏差对时间的积分成比例，其实质是消除余差。积分使最大动偏差增大，延长了调节时间；积分时间越小，积分作用越强，太强时易引起振荡；3、微分调节根据“偏差变化速度”来动作，输出与偏差变化的速度成比例，有超前调节作用，对滞后大的系统调节效果好。可减少调节过程的动偏差，缩短调节时间；微分时间越大，作用越强，太强时易引起振荡；,PID参数的整定方法,自动控制系统PID参数整定目标,控制器控制规律的选择原则,对于一些对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，工艺要求又不太高的控制系统，可选用比例控制器。象贮罐的液面，以及不太重要的蒸汽压力等控制系统。2.对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，但不允许有余差的情况，可选用比例积分控制器。例如流量、管道压力等控制系统往往采用控制器。3.当对象滞后较大，如温度、值等控制系统则需引入微分作用。一般在对象滞后较大，负荷变化也较大，控制质量又要求较高时，可选用比例（P）积分（I）微分（D）控制器。,PID参数的整定方法,PID参数整定-对已定的控制系统求取保证控制过程质量为最好的控制器参数（比例度%、积分时间TI、微分时间TD）,PID参数整定方法理论计算参数整定法已知广义对象的数学模型，然后根据系统的各项质量指标要求，通过计算确定相应的PID参数。现场工程整定法条件：在工艺过程手操稳定的基础上进行。1）临界比例度法2）衰减曲线法3）经验法4）响应曲线法,PID参数的整定方法,将调节器的积分时间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，把系统投入自动运行。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。根据k和Tk值，采用经验公式，计算出调节器各个参数，即、TI、TD的值。按“先P后I最后D”的操作程序将调节器整定参数调到计算值上。若还不够满意，可再作进一步调整。,PID参数的整定方法,操作方法,方法一：临界比例度法,临界振荡整定计算公式,PID参数的整定方法,方法二：衰减曲线法,衰减曲线法控制器参数计算表,方法在纯比例作用下，由大到小调整比例度以得到具有衰减比（4：1）的过渡过程，记下此时的比例度S及振荡周期TS，根据经验公式，求出相应的积分时间TI和微分时间TD。,PID参数的整定方法,反应较快的控制系统，要认定4：1衰减曲线和读出Ts比较困难，此时，可用记录来回摆动两次就达到稳定作为4：1衰减过程。在生产过程中，负荷变化会影响过程特性。当负荷变化较大时，必须重新整定调节器参数值。若认为4：1衰减太慢，宜应用10：1衰减过程。对于10：1衰减曲线法整定调节器参数的步骤与上述完全相同，仅仅采用计算公式有些不同。,PID参数的整定方法,衰减曲线法注意事项,方法三：经验法,（长期的生产实践中总结出来的参数表）,方法：根据经验先将控制器参数放在某些数值上，直接在闭合的控制系统中通过改变给定值以施加干扰，看输出曲线的形状，以%、TI、TD，对控制过程的规律为指导，调整相应的参数进行凑试，直到合适为止。,PID参数的整定方法,参数整定找最佳，从小到大顺序查先是比例后积分，最后再把微分加曲线振荡很频繁，比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳曲线偏