PID参数整定方法讲课文档.ppt
PID参数整定方法第1页,共17页。优选PID参数整定方法第2页,共17页。主要内容自动控制系统的组成;比例(P)、积分(I)、微分(D)控制;P、I、D参数的整定方法;临界比例度法衰减曲线法经验法第3页,共17页。自动控制系统的组成框图自控系统组成LCLIC第4页,共17页。比例(P)控制比例控制:控制器的输出与输入偏差值成比例关系。系统一旦出现偏差,比例调节立即产生调节作用以减少偏差。双位控制比例控制第5页,共17页。1、过程简单快速,比例作用大,可以加快调节,减少误差;2、比例作用过大,使系统稳定性下降,造成不稳定。3、有余差存在。比例(P)控制P=KP*eδ=1/KP*100%第6页,共17页。积分(I)控制t参数值t阀开度t负荷dP/dt=Ki*eTi=1/Ki(分)积分调节:消除系统余差,提高无差度。只要有余差存在,积分调节就进行,直至无差,积分调节停止。第7页,共17页。1、调节器的输出不仅取决于偏差的大小,而且更主要的是取决于偏差存在的时间2、积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。3、与比例调节相比,积分调节使调节过程缓慢,波动加大,系统稳定性下降。4、调节过分。积分(I)控制LCLIC第8页,共17页。微分(D)控制微分(D)控制:控制器的输出与输入误差信号的微分成正比关系。(即与偏差的变化速度成正比)1、消除系统滞后;2、超前调节;3、易引起系统振荡;LC第9页,共17页。比例、积分、微分调节小结1、比例调节根据“偏差大小”来动作,输出与输入偏差的大小成比例,调节及时、有力,但有余差;比例度越小,调节作用越强,太强时会引起振荡;2、积分调节根据“偏差是否存在”来动作,输出与偏差对时间的积分成比例,其实质是消除余差。积分使最大动偏差增大,延长了调节时间;积分时间越小,积分作用越强,太强时易引起振荡;3、微分调节根据“偏差变化速度”来动作,输出与偏差变化的速度成比例,有超前调节作用,对滞后大的系统调节效果好。可减少调节过程的动偏差,缩短调节时间;微分时间越大,作用越强,太强时易引起振荡;第10页,共17页。PID参数的整定方法自动控制系统PID参数整定目标第11页,共17页。控制器控制规律的选择原则对于一些对象控制通道滞后较小,负荷变化不大,工艺要求又不太高的控制系统,可选用比例控制器。象贮罐的液面,以及不太重要的蒸汽压力等控制系统。2.对象控制通道滞后较小,负荷变化不大,但不允许有余差的情况,可选用比例积分控制器。例如流量、管道压力等控制系统往往采用PI控制器。3.当对象滞后较大,如温度、PH值等控制系统则需引入微分作用。一般在对象滞后较大,负荷变化也较大,控制质量又要求较高时,可选用比例(P)积分(I)微分(D)控制器。PID参数的整定方法第12页,共17页。PID参数整定-----对已定的控制系统求取保证控制过程质量为最好的控制器参数(比例度δ%、积分时间TI、微分时间TD)PID参数整定方法理论计算参数整定法——已知广义对象的数学模型,然后根据系统的各项质量指标要求,通过计算确定相应的PID参数。现场工程整定法——条件:在工艺过程手操稳定的基础上进行。1)临界比例度法2)衰减曲线法3)经验法4)响应曲线法PID参数的整定方法第13页,共17页。将调节器的积分时间TI置于最大(TI=∞),微分时间置零(TD=0),比例度δ适当,平衡操作一段时间,把系统投入自动运行。将比例度δ逐渐减小,得到等幅振荡过程,记下临界比例度δk和临界振荡周期Tk值。根据δk和Tk值,采用经验公式,计算出调节器各个参数,即δ、TI、TD的值。按“先P后I最后D”的操作程序将调节器整定参数调到计算值上。若还不够满意,可再作进一步调整。PID参数的整定方法操作方法方法一:临界比例度法第14页,共17页。临界振荡整定计算公式δ(%)TI(min)TD(min)P2δKPI2.2δKTk/1.2PID1.6δK0.5Tk0.25TIPID参数的整定方法第15页,共17页。****