《ID工程整定》PPT演示课件

1、如果控制方案已经确定，则过程各通道的静态和动态特性就已确定，系统的控制质量就取决于控制器各个参数值的设置。 控制器的参数整定，就是确定最佳过渡过程中控制器的比例度、积分时间TI、微分时间TD的具体数值。 所谓最佳过渡过程，就是在某种质量指标下，系统达到最佳调整状态。 4：1递减比为最佳参数整定的常用依据。4:1 参数整定的方法:,0、概述,3-5 控制器的参数整定,：对数频率特性法、根轨迹法等。 (2)、工程整定法：经验凑试法、衰减曲线法、临 界比例度法、响应曲线法等。,(1)、理论整定法,对于单元组合仪表，,比例度的概念：对于比例作用大小，工业控制器常用表示，其义为：,1、常用的参数经验范围

2、：如表 3-1所示,一、现场经验凑试法,2、整定步骤,(1)、在纯比例作用下(TI=、TD=0) 在比例度按表3-1的取值下，将系统投入运行； 若曲线振荡频繁，则加大比例度； 若调节精度低，且趋于非周期，则减少，求得满意的4：1过渡过程曲线。,(2)、引入积分作用 (此时应将上述加大1.2倍),将积分时间TI由大到小进行整定； 若曲线波动较大，则应增大TI； 若曲线偏离给定值后长时间回不来，则需减少TI， 以求得较好的过渡过程曲线。,(3)、若需引入微分作用,1、特点: 是目前工程上应用较广泛的一种控制器 参数的整定方法。 2、整定步骤 (1)、在纯比例作用下投入(TI=,TD=0),比例度适

3、 当；平稳操作一段时间，把系统投入自动运行。,将TD按经验值或按TD=(1/31/4)TI设置，并由小到大加入； 若曲线超调量大而衰减慢，则需增大TD； 若曲线振荡厉害，则应减小TD； 观察曲线，再适当调节和TI，反复调试直到获得满意的过渡过程曲线。,二、稳定边界法（临界比例度法）,图3-12,，得到图3-12所示等幅振荡过程记下临界比例度K和临界振荡周期TK值。,(2)、将逐渐减小,(3)、根据K和TK值，采用表3-2中的经验公式，计算、TI、TD的值。,用临界比例度法整定某过程控制系统所得的比例度K=20%,临界振荡周期TK=1min，当控制器分别采用比例作用、比例积分作用、比例积分微分作

4、用时，求其最佳整定参数值。,例3-1,(4)、按“先P后I最后D”的操作程序，将控制器整定参数调整到计算值上。,观察其运行曲线，若不够满意，再做进一步调整。,解：应用表3-2经验公式， 可得,(1).比例控制器 =2K=220%=40% (2).比例积分控制器 =2.2K=2.220%=44% TI=TK/1.2=1/1.2=0.83min (3).比例积分微分控制器 =1.6K=1.620%=32% TI=0.5TK=0.51=0.5min TD=0.25Tk=0.250.5=0.125min,应用临界比例度法的几点注意事项见。 1.临界比例度过小，即变成双位控制时，要注意设备的 承受能力。

5、 2。工艺要求不能出现等幅震荡的场合（加氢裂化反应） 不适合用这种方法。,(1)、实现4：1衰减比 先把参数置成纯比例作用(TI=,TD=0)，使系统投入运行； 再把从大逐渐调小，直到出现右图所示的4：1衰减过程曲线 ； 此时的4：1衰减比例度为S，4：1衰减振荡周期为TS。运行效果如下图。,1、特点：是在总结稳定边界法的基础上，经过反复实验提出来的。 2、整定步骤：对于要求系统过渡过程达到4：1衰减的步骤如下。,返回,三 、阻尼振荡法（衰减曲线法）,(3)、进一步调整 按“先P后I最后D”的操作程序，将求得的参数设置在控制器上；,(2)、计算参数,再观察运行曲线，若不太理想，可做适当调整。,

6、根据S和TS，使用表3-8计算出控制器的各个整定参数值。,某温度控制系统，采用4：1衰减曲线法整定控制器参数，得S=20%，TS=10分，当控制器分别为比例作用、比例积分作用、比例积分微分作用时，试求其整定参数值。,例3-2,解 应用表3-8中的经验公式，可得 (1)、比例控制器 =S=20% (2)、比例积分控制器 =1.2S=1.220%=24% TI=0.5TS=0.510=5min (3)、比例积分微分控制器 =0.8S=0.820%=16% TI=0.3TS=0.310=3min TD=0.1TS=0.110=1min,2、整定步骤 (1)获取对象的响应曲线，如下图所示。,1、特点：

7、在开环状态下进行试验，依据对象的响应曲线-飞升特性整定参数，精度更高。,四、响应曲线法（动态特性参数法）,(2)、求取广义对象的放大系数K0,式中 y -被控参数的变化量； X -控制器输出（扰动）的变化量； ymax-ymin-测量仪表的刻度范围； Xmax-Xmin-控制器输出变化范围。,(3)、根据对象的K0 、T0 、0 ，按下表3-4所给公式求出4：1衰减过程控制器的参数、TI和 TD 。,在某一蒸汽加热器的控制系统中，当电动单元组合控制器的输出从6mA改变到7mA时，温度记录仪的指针从85升到87.8，从原来的稳定状态达到新的稳定状态。仪表的刻度为50100，并测出O=1.2min

8、,TO=2.5min。如采用PI和PID控制规律，试确定出整定参数。,例3-3,本例中，X=7-6=1mA Xmax-Xmin=10-0=10mA （三型信号为16mA） y=87.8-85.0=2.8 ymax-ymin=100-50=50 所以,解：,因此，在PI控制器时：,=1.127%=30% TI=3.31.2=4min,在PID控制器时： =0.8527%=23% TI=21.2=2.4min TD=0.51.2=0.6min 解毕。,关于位式控制,结论：位式控制相当于大比例增益的 纯比例调节系统，常用于控制精度要 求不高的场合,死区 越小相当于比例增益越大，调节精度越高，执行器动作越频繁。,1、试说明单回路控制系统的构成、主要特点及其应用场合。并说明系统设计的主要内容。 2、过程控制系统方案设计应包含哪些主要内容？ 3、选择被控参数时应遵循哪些基本原则？ 4、在选择控制参数时，为什么取过程控制通道的静态放大系数K0 应适当大一些，而时间常数T0应适当小一些？ 5、在设计过程控制系统时，怎样选择调节器的控制规律？怎样确定调节器的正、反作用方式和调节阀气开、气关形式？,思考题,第四章 串级控制系统,4-1 概述,单回路控制系统