pid控制在煙草行業(yè)中的應(yīng)用

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1、PID控制在煙草行業(yè)中的應(yīng)用　　面對中國加入世貿(mào)組織(WTO)以后的競爭壓力和世界衛(wèi)生組織(WHO)《煙草控制框架公約》的社會壓力，自XX年下半年開始，國家局組織行業(yè)內(nèi)外有關(guān)專家起草了《中國卷煙科技發(fā)展綱要》，這個《綱要》，明確了中國卷煙的科技發(fā)展方向，提出了以發(fā)展中式烤煙型卷煙為主，積極研究開發(fā)中式混合型卷煙。要發(fā)展中式卷煙是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，而制絲工藝技術(shù)是重中之重。從技術(shù)角度上看，制絲工藝技術(shù)是卷煙工業(yè)企業(yè)的核心技術(shù)之一，制絲工藝技術(shù)水平的高低，直接影響著卷煙產(chǎn)品的成本和質(zhì)量，從長遠(yuǎn)看，制絲工藝技術(shù)水平的高低，不僅對未來中式卷煙產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上

2、的表現(xiàn)起著重要作用，而且還必將對我國煙草行業(yè)的生存和發(fā)展產(chǎn)生重要影響。要改變那種只重視外觀質(zhì)量、物理指標(biāo)而忽視內(nèi)在質(zhì)量的現(xiàn)象，其中一個重要的技術(shù)支撐就是對PID在制絲工藝中的應(yīng)用進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的研究，因?yàn)槿绾屋^好利用PID控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的前提，如水分、溫度等不穩(wěn)定將直接對煙絲的結(jié)構(gòu)和內(nèi)在品質(zhì)產(chǎn)生極大的影響。一．系統(tǒng)概述PID控制包含比例、積分、微分三部分，實(shí)際中也有PI和PD控制器。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差利用比例積分微分計(jì)算出控制量，控制器輸出和控制器輸入之間的關(guān)系在時(shí)域中可用公式表示如下: PID控制在煙草行業(yè)中的應(yīng)用　　面對中國加入

3、世貿(mào)組織(WTO)以后的競爭壓力和世界衛(wèi)生組織(WHO)《煙草控制框架公約》的社會壓力，自XX年下半年開始，國家局組織行業(yè)內(nèi)外有關(guān)專家起草了《中國卷煙科技發(fā)展綱要》，這個《綱要》，明確了中國卷煙的科技發(fā)展方向，提出了以發(fā)展中式烤煙型卷煙為主，積極研究開發(fā)中式混合型卷煙。要發(fā)展中式卷煙是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，而制絲工藝技術(shù)是重中之重。從技術(shù)角度上看，制絲工藝技術(shù)是卷煙工業(yè)企業(yè)的核心技術(shù)之一，制絲工藝技術(shù)水平的高低，直接影響著卷煙產(chǎn)品的成本和質(zhì)量，從長遠(yuǎn)看，制絲工藝技術(shù)水平的高低，不僅對未來中式卷煙產(chǎn)品在國內(nèi)外市場上的表現(xiàn)起著重要作用，而且還必將對我國煙草行業(yè)

4、的生存和發(fā)展產(chǎn)生重要影響。要改變那種只重視外觀質(zhì)量、物理指標(biāo)而忽視內(nèi)在質(zhì)量的現(xiàn)象，其中一個重要的技術(shù)支撐就是對PID在制絲工藝中的應(yīng)用進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的研究，因?yàn)槿绾屋^好利用PID控制是保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的前提，如水分、溫度等不穩(wěn)定將直接對煙絲的結(jié)構(gòu)和內(nèi)在品質(zhì)產(chǎn)生極大的影響。一．系統(tǒng)概述PID控制包含比例、積分、微分三部分，實(shí)際中也有PI和PD控制器。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差利用比例積分微分計(jì)算出控制量，控制器輸出和控制器輸入之間的關(guān)系在時(shí)域中可用公式表示如下: 　　公式中e表示誤差、控制器的輸入，u是控制器的輸出，KF為比例系數(shù)、Ki積分時(shí)間常數(shù)、

5、Kd為微分時(shí)間常數(shù)。其公式又可表示為： 　　公式中U(s)和E(s)分別為U(t)和e(t)的拉氏變換，Td=Kd/KF,Ti=KF/Ki。KF、Ki、Kd分別為控制器的比例、積分、微分系數(shù)。比例控制比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。當(dāng)只有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。積分控制在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對誤差取關(guān)于時(shí)間的積分，隨著時(shí)

6、間的增加，積分項(xiàng)會增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會隨著時(shí)間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。微分控制在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分成正比關(guān)系自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性的元件和有滯后的元件，使力圖克服誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使克服誤差的作用的變化要有些“超前”，即在誤差接近零時(shí)，克服誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說，在控制器中只引入“比例”項(xiàng)往往是不

7、夠的，比例項(xiàng)的作用只是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使克服誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重地沖過頭。所以對有較大慣性和滯后的被控對象，比例+微分(PD)的控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。二．應(yīng)用早期的PID在煙草行業(yè)的應(yīng)用主要是以單閉環(huán)控制為主，因PID控制從開始調(diào)節(jié)到進(jìn)入穩(wěn)定需要一定的時(shí)間，造成了生產(chǎn)過程中料頭料尾的產(chǎn)品質(zhì)量無法達(dá)到設(shè)定的要求，而且受到外界干擾因素的影響很大，從而影響產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的穩(wěn)定性。而現(xiàn)在的PID控制在煙草行業(yè)的應(yīng)用

8、大部分是多閉環(huán)控制，解決了料頭料尾及生產(chǎn)過程中內(nèi)在質(zhì)量的不穩(wěn)定現(xiàn)象，把外界干擾因素對生產(chǎn)所造成的影響降到最低