工業(yè)自動化儀表及過程控制(調節(jié)規(guī)律的選擇)

工業(yè)自動化儀表及過程控制(9)IndustrialAutomationInstrumentationsandProcessControlTANGNAN1調節(jié)規(guī)律的選擇PIPIPDPIDTANGNAN2干擾作用下雙容對象的比例調節(jié)TANGNAN3干擾作用下雙容對象的比例調節(jié)TANGNAN4單位階躍擾動響應TANGNAN5單位階躍擾動響應TANGNAN6控制主要指標穩(wěn)態(tài)誤差：振蕩周期：超調：衰減率：TANGNAN7控制主要指標阻尼比：Kc↑→K↑→ζ↓→ψ（衰減比）↓Kc增加：系統(tǒng)穩(wěn)定性變差，振蕩加劇開環(huán)放大系數：TANGNAN8控制主要指標自然頻率（無阻尼振蕩頻率）：Kc↑→K↑→ω0↑→ωz↑→ts（調整時間）↓Kc增加：系統(tǒng)頻率增加，響應加快振蕩頻率：TANGNAN9控制主要指標穩(wěn)態(tài)誤差：Kc↑→K↑→y(∞)↓

→yD↓Kc增加：穩(wěn)態(tài)誤差減少，動態(tài)偏差減少，系統(tǒng)準確度提高最大動態(tài)值：TANGNAN10比例增益對控制指標的影響Kc增加：系統(tǒng)穩(wěn)定性變差，振蕩加劇。系統(tǒng)頻率增加，響應加快。穩(wěn)態(tài)誤差減少，準確性提高TANGNAN11可控性指標控制系統(tǒng)常用品質指標：關于誤差和穩(wěn)定性：y(∞),

yD,Ψ,

關于響應速度：ωz,ts,tp第一項均與系統(tǒng)開環(huán)放大系數K相關：K越大，響應準確程度越好，但K太大響應穩(wěn)定性差。第二項可以用ωz來表示：ωz越大響應越快，ωz太大衰減比減小。TANGNAN12可控性指標設Kmax和ωm分別為：臨界放大倍數和臨界頻率。則對于PI調節(jié)，有：K≈Kmax，ωz≈（0.7-0.9）

ωm可以取以下乘積作為調節(jié)指標：KmaxωmTANGNAN13PI調節(jié)作用分析KoGo(s)：對象TANGNAN14PI調節(jié)頻率特性TANGNAN15PI調節(jié)頻率特性有克服穩(wěn)態(tài)誤差的能力使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降TANGNAN16PD調節(jié)頻率特性TANGNAN17PD調節(jié)頻率特性改善系統(tǒng)動態(tài)響應有利于系統(tǒng)穩(wěn)定TANGNAN18PID調節(jié)頻率特性TANGNAN19PD調節(jié)作用例TANGNAN20PID調節(jié)作用例TANGNAN21PID參數的整定方法在實際PID控制系統(tǒng)中，需要對PID參數進行正確的選擇和調節(jié)來保證系統(tǒng)控制質量。整定的參數為比例系數：kp

或比例度（比例帶）：δ=1/Kp積分時間：Ti微分時間：Td以及采樣周期：TTANGNAN22PID參數與控制性能的關系Kc越大控制作用越強，隨著Kc

的增加(比例度δ減小)，余差下降，最大偏差減小，但穩(wěn)定性變差。積分時間Ti越短，積分作用越強，Ti趨向無窮大時無積分作用。引入積分作用I后，為保持穩(wěn)定性裕度，Kc應減少10-20%。微分時間Td越大，微分作用越強，系統(tǒng)響應越靈敏。Td=0無微分作用。引入微分作用D后，Kc應增加10-20。TANGNAN23常用被控量PID參數經驗選擇TANGNAN24調節(jié)器參數整定穩(wěn)定邊界法反應曲線法衰減曲線法等TANGNAN25穩(wěn)定邊界法調節(jié)器參數整定例：TANGNAN26衰減曲線法用純比例控制器，階躍信號作為輸入。逐漸減小δ，直至系統(tǒng)出現4∶1的衰減過程為止。記錄下此時的比例帶δ2和兩相鄰波峰之間的時間T2，然后，按照表來確定控制器的參數。TANGNAN27調節(jié)器參數自整定例Quicktune系統(tǒng)應用TANGNAN28選擇控制器位號選擇過程類型開始調節(jié)TANGNAN29PID回路趨勢圖在線調節(jié)中...TANGNAN30調節(jié)過程結束TANGNAN31自動生成推薦的參數值TANGNAN32AdvanceProcessControl:APC解耦控制最優(yōu)控制模糊控制非線性控制人工神經網絡控制預測控制等先進控制技術TANGNAN33第6章單回路調節(jié)系統(tǒng)

思考題：在比例自動調節(jié)系統(tǒng)中增加比例放大系數，將會對系統(tǒng)調節(jié)性能產生哪些影響？A.穩(wěn)定性下降；B.調節(jié)過程加快；C.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差和超調下降；D.系統(tǒng)最大動態(tài)誤差增加。TANGNAN34第6章單回路調節(jié)系統(tǒng)思考題：在比例自動調節(jié)系統(tǒng)中增加比例放大系數，將會對系統(tǒng)調節(jié)性能產生哪些影響？A.穩(wěn)定性下降；B.調節(jié)過程加快；C.系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差和超調下降；D.系統(tǒng)最大動態(tài)誤差增加。答：A.B.C.（參閱課本P.256）TANGNAN35第6章單回路調節(jié)系統(tǒng)

思考題：調節(jié)系統(tǒng)過渡過程的穩(wěn)態(tài)誤差超過工藝規(guī)定，則下列哪項調整方法可以改善上述不足？（A）增加比例度； （B）減少積分時間； （C）增加積分時間； （D）減少微分時間。TANGNAN36第6章單回路調節(jié)系統(tǒng)

思考題：調節(jié)系統(tǒng)過渡過程的穩(wěn)態(tài)誤差超過工藝規(guī)定，則下列哪項調整方法可以改善上述不足？（A）增加比例度； （B）減少積分時間； （C）增加積分時間； （D）減少微分時間。答：B（參閱課本P.259）TANGNAN37第6章單回路調節(jié)系統(tǒng)小結：熟練掌握單回路調節(jié)系統(tǒng)的基本概念；熟悉單回路調節(jié)系統(tǒng)的設計和整定的基本步驟和常用方法；了解對象動態(tài)特性對調節(jié)質