CH數(shù)字控制器設(shè)計(jì)閔佳園學(xué)習(xí)教案

1、自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(shj)-PID校正教師(jiosh):閔佳園第1頁/共44頁第一頁，共45頁。第2頁/共44頁第二頁，共45頁。汽包鍋爐(gul)給水全過程第3頁/共44頁第三頁，共45頁。第4頁/共44頁第四頁，共45頁。汽包鍋爐工作(gngzu)原理第5頁/共44頁第五頁，共45頁。第6頁/共44頁第六頁，共45頁。第7頁/共44頁第七頁，共45頁。第8頁/共44頁第八頁，共45頁。第9頁/共44頁第九頁，共45頁。第10頁/共44頁第十頁，共45頁。第11頁/共44頁第十一頁，共45頁。第12頁/共44頁第十二頁，共45頁。 PID校正裝置（又稱PID控制器或PID調(diào)節(jié)器）是一種有

2、源校正裝置，它是最早發(fā)展起來的控制策略之一，在工業(yè)過程控制中有著最廣泛的應(yīng)用，其實(shí)現(xiàn)方式(fngsh)有電氣式、氣動(dòng)式和液力式。第13頁/共44頁第十三頁，共45頁。PID控制器第14頁/共44頁第十四頁，共45頁。PID控制器的優(yōu)點(diǎn)(yudin)（1）原理簡單，應(yīng)用方便(fngbin)，參數(shù)整定靈活。（2）適用性強(qiáng)?？梢詮V泛應(yīng)用于電力、機(jī)械、化工、熱工、冶金、輕工、建材、石油等行業(yè)。（3）魯棒性強(qiáng)。第15頁/共44頁第十五頁，共45頁。PID控制器的控制策略 經(jīng)典的Ziegler-Nichols算法和它的精調(diào)算法、預(yù)測PID算法、最優(yōu)PID算法、控制PID算法、增益裕量/相位裕量PID設(shè)計(jì)、

3、極點(diǎn)( jdin)配置PID算法、魯棒PID等。第16頁/共44頁第十六頁，共45頁。PID控制器工作(gngzu)原理1( )(1) ( )pdiU sKT s E sTs第17頁/共44頁第十七頁，共45頁。比例(bl)調(diào)節(jié)器比例(bl)的作用比例調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)Gc(S)=Kp,u(t)=Kpe(t)若使Kp增大,系統(tǒng)的靜態(tài)誤差減小。但比例系數(shù)(xsh)過大時(shí)，會破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能。第18頁/共44頁第十八頁，共45頁。例：一單位(dnwi)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 1.根軌跡(guj)2.閉環(huán)響應(yīng)(xingyng)曲線-pK增大 ,系統(tǒng)響應(yīng)速度和超調(diào)量也增大 。8pK 系統(tǒng)產(chǎn)

4、生等幅振蕩，已不穩(wěn)定。第19頁/共44頁第十九頁，共45頁。比例積分(jfn)調(diào)節(jié)器(PI)積分(jfn)的作用1.提高系統(tǒng)的型號，消除(xioch)系統(tǒng)的誤差2.相位滯后,系統(tǒng)穩(wěn)定性變差.設(shè)計(jì)(shj)過程中,考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)，Ti應(yīng)足夠大。若Ti太大，則PI調(diào)節(jié)器中的積分作用變小，會影響系統(tǒng)的靜態(tài)性能，同時(shí)，也會導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)速度的變慢。合理調(diào)節(jié)Kp和Ti 的參數(shù)第20頁/共44頁第二十頁，共45頁。PD和PID調(diào)節(jié)器微分(wi fn)的作用PID控制器的傳遞函數(shù)式中N一般大于10。顯然(xinrn)，當(dāng)N時(shí)，上式即為理想的PID控制器。減少超調(diào),克服振蕩,使系統(tǒng)趨于穩(wěn)定.第21頁/共44頁

5、第二十一頁，共45頁。第22頁/共44頁第二十二頁，共45頁。PD調(diào)節(jié)(tioji)的作用第23頁/共44頁第二十三頁，共45頁。1( )1T cpdiG sKsTsPID控制器的傳遞函數(shù)第24頁/共44頁第二十四頁，共45頁。第25頁/共44頁第二十五頁，共45頁。第26頁/共44頁第二十六頁，共45頁。第27頁/共44頁第二十七頁，共45頁。第28頁/共44頁第二十八頁，共45頁。第29頁/共44頁第二十九頁，共45頁。u臨界臨界(ln ji)(ln ji)比例度法比例度法 這種整定方法是在閉環(huán)情況下進(jìn)行的。設(shè)TI=，TD=0，使調(diào)節(jié)器工作在純比例情況下，將比例度由大逐漸變小(bin xi

6、o)，使系統(tǒng)的輸出響應(yīng)呈現(xiàn)等幅振蕩，如下圖所示。根據(jù)臨界比例度k和振蕩周期TS，按表3-2所列的經(jīng)驗(yàn)算式，求取調(diào)節(jié)器的參考參數(shù)值，這種整定方法是以得到4：1衰減為目標(biāo)。 調(diào)節(jié)器參數(shù)(%) TI(min) TD(min) P2kPI 2.2kTs/1.2PID1.6k0.5Ts0.125Ts表3-2 臨界(ln ji)比例度法整定調(diào)節(jié)器參數(shù) 第30頁/共44頁第三十頁，共45頁。 臨界比例度法的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用簡單方便，但此法有一定限制。首先要產(chǎn)生允許受控變量能承受等幅振蕩的波動(dòng)，其次是受控對象應(yīng)是二階和二階以上或具有純滯后的一階以上環(huán)節(jié)，否則在比例控制下，系統(tǒng)(xtng)是不會出現(xiàn)等幅振蕩的。在求取

7、等幅振蕩曲線時(shí)，應(yīng)特別注意控制閥出現(xiàn)開、關(guān)的極端狀態(tài)。 第31頁/共44頁第三十一頁，共45頁。第32頁/共44頁第三十二頁，共45頁。第33頁/共44頁第三十三頁，共45頁。雙容液位控制(kngzh) 第34頁/共44頁第三十四頁，共45頁。第35頁/共44頁第三十五頁，共45頁。第36頁/共44頁第三十六頁，共45頁。第37頁/共44頁第三十七頁，共45頁。第38頁/共44頁第三十八頁，共45頁。第39頁/共44頁第三十九頁，共45頁。第40頁/共44頁第四十頁，共45頁。第41頁/共44頁第四十一頁，共45頁。第42頁/共44頁第四十二頁，共45頁。第43頁/共44頁第四十三頁，共45頁。感謝您的觀看(gunkn)！第44頁/共44頁第四十四頁，共45頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-PID校正。（1）原理簡單，應(yīng)用方便，參數(shù)整定靈活。比例調(diào)節(jié)器比例的作用。比例調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)Gc(S)=Kp,u(t)=Kpe(t)。例：一單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：。比例積分調(diào)