华南农业大学过程控制课件过程控制系统5-4

1、第血章串怨控制系铳整定方法 应用例子一、整定方法串级控制系统的方案正确设计后，为了使 系统运行在最佳状态，按照自控理论，必 须对系统进行校正，这在过程控制中称为 参数整定。在工程实践中，串级控制系统中常用的整 定方法有：逐步逼近法、两步整定法、一 步施定恵等。1逐步整定法使用条件：如果受到副参数选择的限制，主、副对象的时间常数相差 不大，主、副回路的动态联系比较密切时，主、副控制器的参数相互 影响比较大，需要在主、副回路之间反复进行试凄，才能达到最佳的 整定。逐步逼近法就是这种依次整定副回路、主回路，然后循环进行, 逐步接近主、副控制回路的最佳整定的一种方法。其步骤如下:先断开主回路，整定副控

2、制器。后闭合主回路，整定主控制器。重新调整副控制器参数。若未达到控制要求，再调整主控制器参数。以上步骤循环进行，直到满足（逼近）控制指标为止。对于不同的控制系统和不同的品质指标要求，逐步逼近法逼近的循 环次数是不同的，所以往往费时较多。2、两步整定法懸翼譎翻蠶蘇点象嘶鑼1 荐整定。证主变量的控制品质，副变量的的。这种整定方法的哩论根据是由于主、副对象的时间常数相 差很大，则主、副回路的工作频率差别很夫，当副回路整 定好以后，将副回路视作主回路的一个环节来整定主回路 时，可认为对副回路的影响很小，甚至可以忽赂。另一方 面，工业生产中，工艺上对主变量的控制要求较高，而对 副变量的控制要求较低，多数

3、情况下副变量的设置目的是 为了进一步提高主变量的控制品质。因此，当副控制器整 定好以后，再去整定主控制器时，虽然多少会影响到副变2、两步整定法整定步骤：(1)在生产工艺稳定，主、副回路都处于闭合条件下, 主、副控制器均采用纯比例控制作用。将主控制 器的比例度 置寺100%。按单回路系统的衰减曲 线法整定副回路。例如按4： 1的衰减曲线进行整 定。将副控制器的比例度由夫到小调整，直到 副变量的过渡过程曲线呈4： 1衰减振荡为止。记 下此时的比例度久，从记录纸上量得此时的衰减 振荡周期T2S。1=I 在副控制器的比例度仍为的情况下，将副回路看作是 主回路的一个环节，用同样的方法将主控制器的比例度，

4、 由大到小调节，直到主变量的过渡过程曲线呈4： 1衰减振 荡为止。记下此时主控制器的比例度久，量出主变量振 荡周期了 Tls(3)由已求得的兀、T2s和久.Tls的值，结合主、副控制 器的选型，按照单回路控制系统的衰减曲线法整定参数的 经验公式，分别计算出主、副控制器的最佳参数值。(4)按照“先副后主”、“先P再I后L的顺序.将计算出的参数设置到控制器上，作些扰动试验，观察过渡过程曲线,作适当的参数调整，直到控制质量最佳。3、一步整定法所谓步整定法，就是根据经验先确定副控制器的比例度, 然后按照单回路控制系统的整定方法整定主控制器的参数。一步法的整定准确性虽然比两步法低一些，但由于方法更 简便

5、，易于操作和拿捏，因而在工程上得到了广泛的应用。一步整定法的提出：对于一个串级控制系统，在纯比例 控制的情况下，要得到主变量的4： 1衰减振荡过程，主副 回路放大系数Kc1、Kc2满足KcTKc2二Ks (常数)5.2主.副控制器放大系数匹配实验数据、吏数 序号、副控制器主控制器过擴过程时BJ(min)K,52140%2.575忆1. 3393. 32230%333100%1103. 33325%4125%0.883.23、一步整定法理论依据把副回路等效看成是完成“粗调”的控制器，串级控制可看成两个控 制器串联的单回路控制系统，所以有： Kc1*K2j=KcKc：整个回路等效放大系数Kci：主

6、控制器的放大系数K2等效副回路放大系数只要Kc二Ks,主变量就可产生4： 1的衰减过程。Kci和可以任意 调节等效副回路放大系数K2和副控制器放大系数KC2的关系” f一 /爲r+ K尽心心2 血 Kv=Km2=1,有1 + Kf2 Ko2右图是K2,与Kc2的关系 曲线（D两者在一定区域存在 线性关系（2） K02增大，两者的线性区向横轴靠近，即畑变化范围扩大,变小(3) K02减小,K，变化范围减小，Kc2范围扩大 畑与Kc2成线性条件为:0 Kc2* K020.5K2j=CKc2Kc1*K2，=KS5所皿 KS,=Kc1*cKc2一般副控制器比例度取值范副变放大系数K边比辆度鬲（）温度5】，？20 60压力3 1.430 70流*2, S7 2540 80液隹57 2520 80 U一步整定法的具体步骤：（1）按照上述方式选择副回路控制器的比例度，使副回路按纯 比例控制运行（2）将系统投入串级控制状态运行，按单回路控制系统参数整定 的方法对主控制器进行参数整定，使主变量的控制品质最佳。、串级控制系统应用1、克服变化剧烈和幅度大的干扰 精馆塔釜温度-蒸汽流量串级控制系统图523精谓塔温度谦串级控制系统2、克服对象的纯滞后网前箱温度-温度串级控制系统图524网前繪遢度度事级控制系统3、克服对象