HSPID使用方法交流

1、HSPID使用问题交流向立志2007-11-28内容提要 （一）HSPID为什么“不好用”？ （二）HSPID的使用应注意哪些问题？ （三）HSPID的参数应如何调节？ （三）从方便工程使用的角度，来讨论一下：希望把HSPID控制模块改进成什么样子？ （四）工程人员对其它的控制模块还有什么意见和建议？（一）HSPID为什么“不好用”？（一）HSPID为什么“不好用”？ 原因之一： 与标准PID所采用的公式不同，调节参数与我们平常根据标准PID进行调节时所使用的参数相比，发生了一些细微的变化！标准PID和HSPID的原始公式 标准PID（完全微分PID）： HSPID（不完全微分PID）： 多了

2、一个参数KD，当KDTD时，HSPID才相当于标准PID。( )1( )1( )PIDU SG SKE STT SS( )1(1( )1)PIDDDU SG SKE ST STSKT SHSPID模块结构和计算公式1001( )1( )1TDSAV SksE STDPTTKISSD PT：比例带，TI：积分时间，TD：微分时间 KD：微分增益 HSPID是有四个调节参数的PID控制器计算公式 完全微分（标准PID）： 不完全微分（HSPID）： KD参与微分部分的计算，KD的取值不同，微分部分的计算结果会不同； KD的取值应该随TD的不同而发生变化，KD一般应远远大于TD，至少取TD的1010

3、0倍，或者更大。100( )( )(1)DTDUkE kE kPTCP100( )(1)( )(1)DDKDKTDUkUkE kE kCPTDPTD（一）HSPID为什么“不好用”？ 原因之二： 对给定值采用了滤波，增加了滤波参数ALFA和RSP，这两个参数的取值不当，会影响调节效果的好坏。给定值滤波( )( )( )E kPV kIRSPC k() if() if elseRSPRSPRSPSPPVMUPMMDALFAALFAPVMURPVMDSPPVMUPMMDALFAALFAPVMUPVSPRSPMDSP 给定值滤波 给定值滤波参数RSP的初始值为0，第一次投自动的时候，它将从0开始，以

4、一定的步长，逐步变化到给定值SP； 不良结果：使得第一次投自动的时候，被控量向期望值SP的反方向运动一短暂过程，然后才逐渐返回到期望值。（一）HSPID为什么“不好用”？ 原因之三： 程序结构复杂，运行模式多样，参数设置相对繁琐，容易使人感觉混淆不清！程序流程图运行方式 单PID（MC=0） 手动：RM=0 自动：自动：RM=1或或2 跟踪：RM=3或4 串级PID（MC0） 串级副PID（MC=2） 手动：RM=0 自动：自动：RM=2 跟踪：RM=3或4 串级主PID（MC=1） 手动：RM=0,CM或CSRM（串级副PID.RM）=2 自动：自动：RM=1或或2,CM或或CSRM （串级

5、副（串级副PID.RM）=2 跟踪：RM=3或4,CM或CSRM （串级副PID.RM）=2 非自动：RM任意，CM=CSRM （串级副PID.RM）2（二）HSPID的使用应该注意哪些问题？1）作用方式（AD） 反作用：进水阀控制水缸中的水位属于反作用， 当水缸中的水位高于给定值时，控制器需减小进水阀门的开度来降低水位到给定位置，所以称为反作用。 正作用：出水阀控制水缸中的水位属于正作用。 当水缸中的水位高于给定值时，控制器需增大出水阀门的开度来降低水位到给定位置，所以称为正作用。( )( )( ) )( )( ) (AD 0( (AD 1)SP kSP kPVPV kIkIC kE kC

6、k反作用= )正作用= )2）量程上下限 控制量的量程上下限（MU，MD） 过程被控量的量程上下限（PVMU，PVMD） 量程转换MUMDksPVMUPVMD( )*( )U kks U k3）输出模式(OutM或OM) 位置式输出：用于位置型的控制机构，如阀门等 增量式输出：用于递进式的控制机构，如步进电机等。(1)( )( ) (OutM 0( )( )( ) (OutM=1)AV kU kOC kAV kU kOC k位置式输增出=量式输出4）输出变化率限制（OutR） 每次输出发生变化的大小不能超过输出变化率的限值OutR，防止变化过快造成不良后果。 位置式 增量式(1) if ( )

7、(1)( )(1) if ( )(1)(1)( ) elseAV kAV kAV kOutRAV kAV kAV kAV kOutRAV kU kOutROutROC if ( )(1)( ) if ( )(1)( ) elseAV kAV kOutRAV kAV kAOuVtkOutRU kOCROutR （二）HSPID的使用应该注意哪些问题？ 5）输出幅值限制 输出上限（OutT）：不允许超过上限 输出下限（OutB）：不允许超过下限 if ( )( ) if ( )( ) elseAV kOutTAV kAV kOutTOutBOutBAV k（二）HSPID的使用应该注意哪些问题？

8、6）控制周期（CP或cycle） 控制周期与反应对象有关，根据具体对象进行选择； 控制周期（CP或cycle）在控制算法中作为参数参与计算，控制周期设置的不同，计算结果也不同。100( )(1)( )(1)DDTDUkUkKD ECPkE kKDTDPT100( )(1)( )(1)( )PIPIUkUkE kE kE kPTTICP（三）HSPID的参数应如何调节？单回路PID控制 仿真过程对象：一阶惯性+滞后25( )31SF seSPID参数调节的试凑法 首先调整比例作用：由小到大反复调节比例带PT，使被控曲线没有明显震荡，超调足够小，响应相对较快； 然后调整积分作用：由大到小反复调节积

9、分时间TI，使被控曲线尽快向给定的期望值靠近，即尽快减小静差，直至消除静差； 最后调整微分作用：先将微分增益KD设得尽量大（1000，10000等），保证KDTD成立，再由小到大反复调节微分时间TD，消除干扰，直至达到满意效果。PID调节的工程经验参数（张洪垠老师：谈如何整定PID参数）被调参数比例度%积分时间min微分时间min流量1003000.11温度1002003300.53压力1003000.43液位80200串级PID控制 加热炉温度控制串级PID控制 仿真过程对象： 温度与煤气流量之间的传递函数：一阶惯性+滞后 煤气流量与阀门开度之间的传递函数：二阶惯性23( )(21)(1)F sSS215( )31SF seS串级PID控制 两种方式 1）同步串级方式 主回路的控制周期与副回路相同 2）异步串级方式 主回路的控制周期与副回路不同，主回路的响应比副回路满，控制周期比副回路长，一般取副回路控制周期的整数倍，如45倍。 调整顺序 先调整副回路，后调整主回路（四）从方便工程使用的角度，讨论一下：希望把HSPID控制模块改进成什么样