鍋爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)外文翻譯.doc

《鍋爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)外文翻譯.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、PID控制器Wikipedia，免費(fèi)百科全書(shū)比例積分微分控制器（PID調(diào)節(jié)器）是一個(gè)控制環(huán)，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)里的反饋機(jī)制。PID控制器通過(guò)調(diào)節(jié)給定值與測(cè)量值之間的偏差，給出正確的調(diào)整，從而有規(guī)律地糾正控制過(guò)程。PID控制器算法涉及到三個(gè)部分：比例，積分，微分。比例控制是對(duì)當(dāng)前偏差的反應(yīng)，積分控制是基于新近錯(cuò)誤總數(shù)的反應(yīng)，而微分控制則是基于錯(cuò)誤變化率的反應(yīng)。這三種控制的結(jié)合可用來(lái)調(diào)節(jié)過(guò)程系統(tǒng)，例如調(diào)節(jié)閥的位置，或者加熱系統(tǒng)的電源調(diào)節(jié)。根據(jù)具體的工藝要求，通過(guò)PID控制器的參數(shù)整定，從而提供調(diào)節(jié)作用?？刂破鞯捻憫?yīng)可以被認(rèn)為是對(duì)系統(tǒng)偏差的響應(yīng)。注意一點(diǎn)的是，PID算法不

2、一定就是系統(tǒng)或系統(tǒng)穩(wěn)定性的最佳控制。一些應(yīng)用可能只需要運(yùn)用一到兩種方法來(lái)提供適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)控制。這是通過(guò)把不想要的控制輸出置零取得。在控制系統(tǒng)中存在P,PI,PD,PID調(diào)節(jié)器。PI調(diào)節(jié)器很普遍，因?yàn)槲⒎挚刂茖?duì)測(cè)量噪音非常敏感。積分作用的缺乏可以防止系統(tǒng)根據(jù)控制目標(biāo)而達(dá)到它的目標(biāo)值。圖1.PID控制器框圖注釋：由于控制理論和應(yīng)用領(lǐng)域的差異，很多相關(guān)變量的命名約定是常用的。1．控制環(huán)基礎(chǔ)一個(gè)關(guān)于控制環(huán)類似的例子就是保持水在理想溫度，涉及到兩個(gè)過(guò)程，冷、熱水的混合。人可以憑觸覺(jué)估測(cè)水的溫度?；诖怂麄?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)控制行為：用冷水龍頭調(diào)整過(guò)程。重復(fù)這個(gè)過(guò)程，調(diào)節(jié)熱水流直到溫度處于期望的

3、穩(wěn)定值。感覺(jué)水溫就是對(duì)過(guò)程值或變量的測(cè)量。期望得到的溫度稱為給定值。控制器的輸出對(duì)象和過(guò)程的輸入對(duì)象稱為控制參數(shù)。測(cè)量值與給定值之間的差就是偏差值，太高、太低或正常。作為一個(gè)控制器，在確定溫度給定值后，就可以粗略決定改變閥門(mén)位置多少，以及怎樣改變偏差值。首次估計(jì)即是PID控制器的比例度的確定。當(dāng)它幾乎正確時(shí)，PID控制器的積分作用就是起著逐漸調(diào)整溫度的作用。微分作用就是根據(jù)水溫變得更熱、更冷，以及變化速率來(lái)決定什么時(shí)候、怎樣調(diào)整那些閥門(mén)。當(dāng)偏差小時(shí)而做了一個(gè)大變動(dòng)，相當(dāng)于一個(gè)大的調(diào)整控制器，會(huì)導(dǎo)致超調(diào)。如果控制器反復(fù)進(jìn)行大的變動(dòng)并且反復(fù)越過(guò)給定值的改變，控制環(huán)將會(huì)不穩(wěn)定。

4、輸出值將在期望值或一常量周圍擺動(dòng)，甚至破壞系統(tǒng)穩(wěn)定性。人不會(huì)這樣做，因?yàn)槲覀兪怯兄腔鄣目刂迫藛T，可以從歷史經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)，但PID控制器沒(méi)有學(xué)習(xí)能力，必須正確的設(shè)定。為有效的控制系統(tǒng)選擇正確的參數(shù)被稱為整定控制器。如果控制器在零偏差從穩(wěn)定開(kāi)始，然后進(jìn)一步的變化將導(dǎo)致其它一些影響過(guò)程的能測(cè)量、不能測(cè)量值的變化，并且作用于偏差值上。除主過(guò)程以外，其他的對(duì)擾動(dòng)有影響的過(guò)程可以用來(lái)抑制擾動(dòng)或?qū)崿F(xiàn)對(duì)目標(biāo)值的改變。供給水溫的變化就構(gòu)成了對(duì)過(guò)程的一個(gè)擾動(dòng)。理論上，控制器能用來(lái)控制可測(cè)量對(duì)象，以及可以影響偏差的輸出、輸入標(biāo)準(zhǔn)值的所有過(guò)程參數(shù)。控制器在工業(yè)中被用來(lái)調(diào)節(jié)溫度，壓力，流速，化學(xué)組成

5、，速度以及其它任何存在可測(cè)量的對(duì)象。汽車游覽控制就是一個(gè)自動(dòng)化的過(guò)程控制的例子。由于它們悠久的歷史，簡(jiǎn)易，良好的理論基礎(chǔ)以及簡(jiǎn)單的設(shè)置、維護(hù)要求，PID控制器被許多應(yīng)用實(shí)踐所采納。2.PID控制器理論注釋：這部分描述PID控制器理想平行或非相互作用的形式。關(guān)于其他形式，請(qǐng)看“其它的表達(dá)式和PID形式”這部分。PID控制是根據(jù)它的三個(gè)參數(shù)而命名的，三參數(shù)結(jié)合起來(lái)就形成控制參數(shù)。因此：Pout，Iout和Dout是控制器的三個(gè)參數(shù)，下面分別予以確定。2.1比例度比例度是根據(jù)當(dāng)前的錯(cuò)誤值而做出的變動(dòng)。比例度可以通過(guò)恒定的Kp增加來(lái)調(diào)整，稱為比例增益。比例度計(jì)算如下：Pout:比

6、例度Kp：比例系數(shù)，協(xié)調(diào)參數(shù)。e:偏差=SP-PVt:時(shí)間或瞬時(shí)時(shí)間（當(dāng)前的）圖2.Kp改變后的變化曲線一個(gè)高的比例增益產(chǎn)生于一種輸出值的大的變化。如果比例增益太高，系統(tǒng)將變得不穩(wěn)定。響應(yīng)地，一個(gè)小的調(diào)整產(chǎn)生于一小的輸出變化，而如果比例增益太低，當(dāng)對(duì)系統(tǒng)振蕩作出反映時(shí)，控制作用可能太小。缺少擾動(dòng)的情況下，純粹的比例控制不能完全解決問(wèn)題，但是將保留從過(guò)程中獲得的具有比例增益的功能的穩(wěn)態(tài)偏差。盡管有穩(wěn)態(tài)補(bǔ)償，理論和工業(yè)實(shí)踐都表明比例度在輸出控制中起到大部分的作用。2.2積分值積分值的大小與偏差的大小及持續(xù)時(shí)間成正比。根據(jù)即時(shí)的超時(shí)的錯(cuò)誤改正，進(jìn)行積累補(bǔ)償。積累的誤差通過(guò)積分調(diào)

7、節(jié)后再作用于輸出。對(duì)總的控制作用的積分大小由積分時(shí)間常數(shù)來(lái)決定，即Ki，積分值計(jì)算如下：圖3.Ki變化時(shí)的反應(yīng)曲線Iout：積分值Ki:積分時(shí)間常數(shù)，協(xié)調(diào)參數(shù)e:偏差=SP-PVζ：積分時(shí)間積分值加速面向設(shè)定值的過(guò)程運(yùn)動(dòng)并且消除殘余的只與控制器發(fā)生作用的穩(wěn)態(tài)偏差。然而，因?yàn)榉e分從過(guò)去的積累誤差作出反應(yīng)，引起當(dāng)前的值越過(guò)設(shè)定值（跨過(guò)設(shè)定值向其它方向改變）。想了解更多的關(guān)于積分和控制器穩(wěn)定度的知識(shí)，請(qǐng)參見(jiàn)關(guān)于環(huán)路調(diào)諧的部分。2.3微分值過(guò)程偏差的變化率通過(guò)超時(shí)錯(cuò)誤的斜率來(lái)計(jì)算（即它第一個(gè)關(guān)于調(diào)節(jié)的微分），并增加由微分時(shí)間常數(shù)Kd引