工业自动化仪表及过程控制(调节规律的选择)

工业自动化仪表及过程控制(9)IndustrialAutomationInstrumentationsandProcessControlTANGNAN1调节规律的选择PIPIPDPIDTANGNAN2干扰作用下双容对象的比例调节TANGNAN3干扰作用下双容对象的比例调节TANGNAN4单位阶跃扰动响应TANGNAN5单位阶跃扰动响应TANGNAN6控制主要指标稳态误差：振荡周期：超调：衰减率：TANGNAN7控制主要指标阻尼比：Kc↑→K↑→ζ↓→ψ（衰减比）↓Kc增加：系统稳定性变差，振荡加剧开环放大系数：TANGNAN8控制主要指标自然频率（无阻尼振荡频率）：Kc↑→K↑→ω0↑→ωz↑→ts（调整时间）↓Kc增加：系统频率增加，响应加快振荡频率：TANGNAN9控制主要指标稳态误差：Kc↑→K↑→y(∞)↓

→yD↓Kc增加：稳态误差减少，动态偏差减少，系统准确度提高最大动态值：TANGNAN10比例增益对控制指标的影响Kc增加：系统稳定性变差，振荡加剧。系统频率增加，响应加快。稳态误差减少，准确性提高TANGNAN11可控性指标控制系统常用品质指标：关于误差和稳定性：y(∞),

yD,Ψ,

关于响应速度：ωz,ts,tp第一项均与系统开环放大系数K相关：K越大，响应准确程度越好，但K太大响应稳定性差。第二项可以用ωz来表示：ωz越大响应越快，ωz太大衰减比减小。TANGNAN12可控性指标设Kmax和ωm分别为：临界放大倍数和临界频率。则对于PI调节，有：K≈Kmax，ωz≈（0.7-0.9）

ωm可以取以下乘积作为调节指标：KmaxωmTANGNAN13PI调节作用分析KoGo(s)：对象TANGNAN14PI调节频率特性TANGNAN15PI调节频率特性有克服稳态误差的能力使系统稳定性下降TANGNAN16PD调节频率特性TANGNAN17PD调节频率特性改善系统动态响应有利于系统稳定TANGNAN18PID调节频率特性TANGNAN19PD调节作用例TANGNAN20PID调节作用例TANGNAN21PID参数的整定方法在实际PID控制系统中，需要对PID参数进行正确的选择和调节来保证系统控制质量。整定的参数为比例系数：kp

或比例度（比例带）：δ=1/Kp积分时间：Ti微分时间：Td以及采样周期：TTANGNAN22PID参数与控制性能的关系Kc越大控制作用越强，随着Kc

的增加(比例度δ减小)，余差下降，最大偏差减小，但稳定性变差。积分时间Ti越短，积分作用越强，Ti趋向无穷大时无积分作用。引入积分作用I后，为保持稳定性裕度，Kc应减少10-20%。微分时间Td越大，微分作用越强，系统响应越灵敏。Td=0无微分作用。引入微分作用D后，Kc应增加10-20。TANGNAN23常用被控量PID参数经验选择TANGNAN24调节器参数整定稳定边界法反应曲线法衰减曲线法等TANGNAN25稳定边界法调节器参数整定例：TANGNAN26衰减曲线法用纯比例控制器，阶跃信号作为输入。逐渐减小δ，直至系统出现4∶1的衰减过程为止。记录下此时的比例带δ2和两相邻波峰之间的时间T2，然后，按照表来确定控制器的参数。TANGNAN27调节器参数自整定例Quicktune系统应用TANGNAN28选择控制器位号选择过程类型开始调节TANGNAN29PID回路趋势图在线调节中...TANGNAN30调节过程结束TANGNAN31自动生成推荐的参数值TANGNAN32AdvanceProcessControl:APC解耦控制最优控制模糊控制非线性控制人工神经网络控制预测控制等先进控制技术TANGNAN33第6章单回路调节系统

思考题：在比例自动调节系统中增加比例放大系数，将会对系统调节性能产生哪些影响？A.稳定性下降；B.调节过程加快；C.系统稳态误差和超调下降；D.系统最大动态误差增加。TANGNAN34第6章单回路调节系统思考题：在比例自动调节系统中增加比例放大系数，将会对系统调节性能产生哪些影响？A.稳定性下降；B.调节过程加快；C.系统稳态误差和超调下降；D.系统最大动态误差增加。答：A.B.C.（参阅课本P.256）TANGNAN35第6章单回路调节系统

思考题：调节系统过渡过程的稳态误差超过工艺规定，则下列哪项调整方法可以改善上述不足？（A）增加比例度； （B）减少积分时间； （C）增加积分时间； （D）减少微分时间。TANGNAN36第6章单回路调节系统

思考题：调节系统过渡过程的稳态误差超过工艺规定，则下列哪项调整方法可以改善上述不足？（A）增加比例度； （B）减少积分时间； （C）增加积分时间； （D）减少微分时间。答：B（参阅课本P.259）TANGNAN37第6章单回路调节系统小结：熟练掌握单回路调节系统的基本概念；熟悉单回路调节系统的设计和整定的基本步骤和常用方法；了解对象动态特性对调节质