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常用PID参数整定方法之衰减曲线法

时间:2017-06-26 08:21来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
衰减曲线法也是常用PID参数整定方法之一,自动化控制网小编分享用衰减曲线法整定PID参数的基本计算方法、口诀和参数整定步骤,方便仪表工在整定调节器PID参数时使用。 1、过渡过程的衰减曲线 本方法实际是临界比例度法一种变形,本方法操作简便,凑试时间较短
衰减曲线法也是常用PID参数整定方法之一,自动化控制网小编分享用衰减曲线法整定PID参数的基本计算方法、口诀和参数整定步骤,方便仪表工在整定调节器PID参数时使用。
1、过渡过程的衰减曲线
本方法实际是临界比例度法一种变形,本方法操作简便,凑试时间较短。我们知道控制系统在用纯比例作用时,在比例度逐步减少的过程中,就会出现图1所示的过渡过程。
                                
                                                           图1   给定值阶跃变化下的过渡过程衰减曲线

这时控制过程的比例度,称为n:1衰减比例度δs,两个波峰之间的距离,称为n:1衰减周期Ts。衰减曲线法,就是在纯比例作用的控制系统中,求得衰减比例度s和衰减周期Ts,并依据这两个数据来计算出调节器的参数s、Ti和Td。

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2、衰减曲线法整定口诀
                                               衰减整定好处多,操作安全又迅速;
                                               纯P降低比例度,找到衰减4:1;
                                               按照公式来计算,PID序加参数;
                                               观看运行细调整,直到找出最佳值。

3、衰减曲线法整定步骤
①先把积分时间放至最大,微分时间放至零,使控制系统运行,比例度放至较大的适当值,“纯P降低比例度”,就是使控制系统按纯比例作用的方式投入运行。然后慢慢地减少比例度,观察调节器的输出及控制过程的波动情况,直到找出4:1的衰减过程为止。这一过程就是“找到衰减4:1”。

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②对有些控制对象,用4:1的衰减比感觉振荡过强时,这时可采用10:1的衰减比。但这时要测量衰减周期是很困难的,可采取测量第一个波峰的上升时间Tr,其操作步骤同上。
③根据衰减比例度s和衰减周期Ts、Tr按表1进行计算,求出各参数值。
表1  衰减曲线法调节器参数计算表

控制品质要求                       控制规律                     δ/%                     Ti/min               Td/min

衰减比为4:1                         P                                δs
衰减比为4:1                         PI                               1.2δs                    0.5Ti      自动控制网www.eadianqi.com版权所有
衰减比为4:1                         PID                             0.8δs                    0.3Ti                 0.1Td

衰减比为10:1                       P                                δ's
衰减比为10:1                       PI                               1.2δ's                    2Tr    
衰减比为10:1                       PID                             0.8δ's                    0.3Tr                0.1Tr 
④先将比例度放在一个比计算值大的数值上,然后加上积分时间Ti,再慢慢加上微分时间Td。操作时一定要按“PID序加参数”,即先P次I最后D,不要破坏了这个次序。 本文来自www.eadianqi.com
⑤把比例度降到计算值上,通过观察曲线,再作适当的调整各参数。即“观看运行细调整”,直到找出最佳值。
4、注意事项
①要得到衰减的过渡过程,只有在系统平稳时,再加给定干扰,才有可能找出n:1的衰减过渡过程。否则,可能会有外界干扰,而影响到比例度和衰减周期数值的正确性。
②是加正干扰还是加负干扰,最好与工艺联系来商定,因为是要根据工艺生产条件来确定的。给定干扰的幅值,通常是取满量程的2%-3%,在工艺允许的情况下,可以适当的大一些。
③本方法对于变化较快的压力、流量、小容量的液位控制系统,在曲线上读出衰减比有一定难度。由于工艺负荷的变化,也会影响到本法的整定结果,因此,在负荷变化比较大的时候,就需要重新整定。
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