pid參數(shù)整定過(guò)程

《pid參數(shù)整定過(guò)程》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、.PID參數(shù)整定過(guò)程鄧文清摘要：本文通過(guò)對(duì)PID控制的理論分析，得出P、I、D各參數(shù)在控制中的作用，并使用MATLAB軟件完整的仿真了一個(gè)普通PID的參數(shù)整定過(guò)程，能直觀的看出各參數(shù)在自動(dòng)控制中的功能，便于深入理解PID的含義和整定過(guò)程，對(duì)工作中DCS的PID參數(shù)整定有一定參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：PID參數(shù)整定DCSMATLAB仿真串級(jí)調(diào)節(jié)1．自動(dòng)控制原理簡(jiǎn)介一個(gè)典型的自動(dòng)控制回路是由調(diào)節(jié)器、調(diào)節(jié)器、被控對(duì)象、檢測(cè)變送環(huán)節(jié)四大部分組成。其原理圖如下：其系統(tǒng)傳遞函數(shù)框圖如下：其中為過(guò)程通道特性，其中為不包含過(guò)程純滯后部分的傳遞函數(shù)；為過(guò)程擾動(dòng)

2、通道傳遞函數(shù)；為調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。則單回路系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為...控制回路控制質(zhì)量的好壞，直接影響到生產(chǎn)工藝的平穩(wěn)、產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。而在自動(dòng)控制中，一個(gè)好的PID參數(shù)能給控制回路帶來(lái)很好的控制品質(zhì)，提高生產(chǎn)的平穩(wěn)性和提高產(chǎn)品收率。下面就PID控制的原理和PID參數(shù)整定的方法進(jìn)行探討。2．PID經(jīng)典控制分析PID控制器的數(shù)學(xué)描述為：式中，為誤差信號(hào)；為控制器輸出信號(hào)；為比列系數(shù)；為積分時(shí)間常數(shù)；為微分時(shí)間常數(shù)。PID控制是比例積分微分控制的簡(jiǎn)稱(chēng)。在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的發(fā)展中PID控制是歷史悠久，生命力最強(qiáng)的基本控制方式。PID控制有原理

3、簡(jiǎn)單，使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工、熱工、冶金、煉油以及建材等各種生產(chǎn)部門(mén)。PID控制是一種負(fù)反饋控制，因?yàn)樵诜答伩刂葡到y(tǒng)中，自動(dòng)調(diào)節(jié)器和被控對(duì)象構(gòu)成一個(gè)閉合回路。在連接成閉合回路是可能有兩中情況：正反饋和負(fù)反饋。正反饋?zhàn)饔眉觿”豢貙?duì)象流入量流出量的不平衡，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定；負(fù)反饋?zhàn)饔脛t是緩解其中的不平衡，這樣才能正確地達(dá)到自動(dòng)控制的目的。2.1P調(diào)節(jié)（比例調(diào)節(jié)）比例調(diào)節(jié)的顯著的特點(diǎn)：有差調(diào)節(jié)。在過(guò)程控制中習(xí)慣用增益的倒數(shù)來(lái)表示調(diào)節(jié)器輸入輸出之間的比例關(guān)系：其中其中δ稱(chēng)為比例帶。在生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)發(fā)生負(fù)荷變化即物料能

4、量和流量的大小的變化。如果采用比例調(diào)節(jié)，則在負(fù)荷擾動(dòng)下的調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束后，被調(diào)量不可能與設(shè)定值準(zhǔn)確相等，他們之間一定有殘差存在。比例帶對(duì)調(diào)節(jié)過(guò)程的影響：比例調(diào)節(jié)的殘差隨著比例帶的加大而加大。然而，減小比例帶就等于加大調(diào)節(jié)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益P，其后果是導(dǎo)致系統(tǒng)激烈振蕩甚至不穩(wěn)定。穩(wěn)定是任何系統(tǒng)閉環(huán)控制的首要要求，比例帶的設(shè)置必須保證系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定裕度。對(duì)于典型的工業(yè)過(guò)程，P對(duì)于調(diào)節(jié)過(guò)程的影響為，當(dāng)P很大時(shí)意味著調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作幅度很大，引起被調(diào)量來(lái)回波動(dòng)，但系統(tǒng)仍可能是穩(wěn)定的，殘差相應(yīng)減小。P具有一個(gè)臨界值，當(dāng)處于臨界值時(shí)系統(tǒng)就等幅震蕩，此時(shí)

5、進(jìn)一步增大P系統(tǒng)就不穩(wěn)定，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)散而不能控制了。減小P就減小了調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作幅度，因此被調(diào)量變化比較平穩(wěn)，甚至可沒(méi)有超調(diào)量，但殘差很大調(diào)節(jié)時(shí)間也很長(zhǎng)。2.2、I調(diào)節(jié)（積分調(diào)節(jié)）積分調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：無(wú)差調(diào)節(jié)，與P調(diào)節(jié)的有差調(diào)節(jié)成鮮明的對(duì)比。在積分調(diào)節(jié)器的動(dòng)作過(guò)程中只有當(dāng)被調(diào)量偏差e為零時(shí)，積分調(diào)節(jié)器的輸出才會(huì)保持不變。然而與此同時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出卻可以停留在任何數(shù)值上。這意味著被控對(duì)象在負(fù)荷擾動(dòng)下的調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束后，被調(diào)量沒(méi)有殘差，而調(diào)節(jié)閥則可以停止在新的負(fù)荷所需要的開(kāi)度上。...積分調(diào)節(jié)的另一個(gè)特點(diǎn)是它的穩(wěn)定作用比比例調(diào)節(jié)的穩(wěn)定作用差。

6、對(duì)于非自衡的被控對(duì)象，如果采用比例調(diào)節(jié)時(shí)，只要加大比例帶總可以使系統(tǒng)穩(wěn)定，如果采用積分調(diào)節(jié)則不可能得到穩(wěn)定的系統(tǒng)。對(duì)于同一個(gè)系統(tǒng)的同一個(gè)被控對(duì)象，采用積分調(diào)節(jié)過(guò)程的進(jìn)度總是比采用比例調(diào)節(jié)時(shí)緩慢，表現(xiàn)為振蕩頻率底。積分速度對(duì)于調(diào)節(jié)過(guò)程的影響：采用積分調(diào)節(jié)時(shí)，控制系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益與積分速度成正比，因此，增大積分速度會(huì)降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，直到最后的發(fā)散振蕩過(guò)程。調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作越快，就越容易引起和加劇震蕩。但是與此同時(shí)，振蕩頻率將越來(lái)越高，而動(dòng)態(tài)偏差則越來(lái)越小。被調(diào)量最后沒(méi)有殘差是積分調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。2.3、D調(diào)節(jié)（微分調(diào)節(jié)）微分調(diào)節(jié)的特點(diǎn)：超前

7、調(diào)節(jié)。在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例加微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)

8、值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性（液面控制時(shí)罐的橫切面積比較大）或滯后（溫度控制時(shí)爐溫變化的緩慢）的被控對(duì)象，加入微分構(gòu)成PD、PID控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。2.4、PI調(diào)節(jié)（比例積分調(diào)節(jié)