第8次PID控制器設(shè)計(jì)1

控制器執(zhí)行器被控對(duì)象檢測(cè)變送被控變量操作變量測(cè)量值偏差干擾-+設(shè)定值3.5選擇設(shè)備3.5.3執(zhí)行器–變頻器一、原理：將輸入固定頻率、電壓的交流電變換為頻率、電壓連續(xù)可調(diào)的三相交流電源連續(xù)可調(diào)固定電源3.5選擇設(shè)備3.5.3執(zhí)行器-變頻器二、作用：接受控制器的指令改變輸出電源的頻率三、適用場(chǎng)合：泵類及風(fēng)機(jī)負(fù)載控制器執(zhí)行器被控對(duì)象檢測(cè)變送被控變量操作變量測(cè)量值偏差干擾-+設(shè)定值3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵爆炸性混合物3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵爆炸性混合物的最小引爆電流級(jí)別最小引爆電流（mA）爆炸性混合物種類Ⅰi＞120甲烷、乙烷、汽油、甲醇、乙醇、丙酮、氨、一氧化碳Ⅱ70＜i＜120乙烯、乙醚、丙烯晴等Ⅲi≤70氫、乙炔、二硫化碳、市用煤氣、水煤氣、焦?fàn)t煤氣等3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵爆炸性混合物的自燃溫度分組a.T>450℃b.300℃<T

≤450℃c.200℃<T

≤300℃

d.135℃<T

≤200℃

e.100℃<T≤135℃3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵如何避免火災(zāi)、爆炸？3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵

又稱防爆柵，是防止危險(xiǎn)電能從控制系統(tǒng)信號(hào)線進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)儀表的安全保護(hù)器安全柵3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵安全柵安全柵1、信號(hào)傳輸2、限制進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量安全防爆儀表3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵防爆技術(shù)：隔爆型(封閉于外殼內(nèi))，本安型(限制電路能量)，…

…安全防爆系統(tǒng)=安全防爆儀表+安全柵本安儀表防爆儀表類型（國標(biāo)）1.安全型A2.隔離型B3.充油型C4.通風(fēng),充氣型F5.安全火花型H

6.特殊性3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵例:DDZ-III型儀表防爆等級(jí)標(biāo)志:

HIIIe安全火花型

電流等級(jí)III級(jí)(≤70mA)周圍氣體自燃溫度

(100-135℃)3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵1、齊納式安全柵：

通過快速熔斷絲和限壓、限流電路實(shí)現(xiàn)能量限制作用缺點(diǎn)：信號(hào)有損失3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵1、齊納式安全柵：改進(jìn)后的齊納式安全柵缺點(diǎn)：快速熔斷器難以保證質(zhì)量3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵2、隔離式安全柵：3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵2、隔離式安全柵：(1)輸入式(檢測(cè)端)安全柵：控制室內(nèi)非防爆儀表危險(xiǎn)區(qū)域安全防爆儀表輸入式安全柵(2)輸出式(執(zhí)行端)安全柵：控制室內(nèi)非防爆儀表危險(xiǎn)區(qū)域安全防爆儀表輸出式安全柵共同特點(diǎn)：通過變壓器耦合實(shí)現(xiàn)信號(hào)的完全隔離3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵2、隔離式安全柵：(1)輸入式(檢測(cè)端)安全柵：控制室內(nèi)非防爆儀表危險(xiǎn)區(qū)域安全防爆儀表輸入式安全柵3.5選擇設(shè)備3.5.4安全柵2、隔離式安全柵：(2)輸出式(執(zhí)行端)安全柵：控制室內(nèi)非防爆儀表危險(xiǎn)區(qū)域安全防爆儀表輸出式安全柵3.5選擇設(shè)備小結(jié)安全防爆系統(tǒng)隔離式安全柵安全防爆儀表安全柵齊納式安全柵3.5.4安全柵補(bǔ)充1閥門定位器氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥中，閥桿的位移是由薄膜上氣壓推力與彈簧反作用力平衡確定的。為防止閥桿處的泄漏要壓緊填料，使閥桿摩擦力增大，但個(gè)體差異較大，這會(huì)影響輸入信號(hào)P的執(zhí)行精度。補(bǔ)充1閥門定位器解決措施 在調(diào)節(jié)閥上加裝閥門定位器，引入閥桿位移負(fù)反饋。使閥桿能按輸入信號(hào)精確地確定自己的開度。補(bǔ)充1閥門定位器工作原理控制器執(zhí)行器被控對(duì)象檢測(cè)變送被控變量操作變量測(cè)量值偏差干擾-+設(shè)定值補(bǔ)充2電/氣轉(zhuǎn)換器電/氣轉(zhuǎn)換器補(bǔ)充2電/氣轉(zhuǎn)換器作用：4～20mA20～100KPa補(bǔ)充3智能式調(diào)節(jié)閥1．控制及執(zhí)行功能2．補(bǔ)償及校正功能3．通信功能4．診斷功能5．保護(hù)功能電子技術(shù)微處理器調(diào)節(jié)閥，出現(xiàn)智能式調(diào)節(jié)閥。主要功能如下：智能電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)第3章簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)3.1控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟3.3選擇變量3.4確定控制方案3.5選擇設(shè)備3.6PID控制器設(shè)計(jì)3.7PID整定方法與作用方式控制器執(zhí)行器被控對(duì)象檢測(cè)變送被控變量操作變量測(cè)量值偏差干擾-+設(shè)定值3.6PID控制器設(shè)計(jì)PID(Proportional-Integral-Differential)

一種控制器的算法出現(xiàn)并發(fā)展于20世紀(jì)40年代左右應(yīng)用>90%原因：原理簡(jiǎn)單實(shí)踐檢驗(yàn)效果理想幾個(gè)名詞：控制方案定后，控制質(zhì)量就取決于控制器各個(gè)參數(shù)值的設(shè)置；在一定性能指標(biāo)下，確定控制器的比例度δ、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD的具體數(shù)值；就是在某種質(zhì)量指標(biāo)下，系統(tǒng)達(dá)到最佳調(diào)整狀態(tài)；為最佳參數(shù)整定的常用依據(jù)。3.6PID控制器設(shè)計(jì)幾個(gè)名詞：控制質(zhì)量：參數(shù)整定：最佳過渡過程：4:1衰減比：3.6PID控制器設(shè)計(jì)P，I，D，PI，PD，PID選擇PID。3.6PID控制器設(shè)計(jì)控制規(guī)律有斷續(xù)控制和連續(xù)控制兩類：a、斷續(xù)控制：控制器輸出接點(diǎn)信號(hào)，如雙位控制b、連續(xù)控制：控制器輸出連續(xù)信號(hào)，如PID控制3.6PID控制器設(shè)計(jì)控制規(guī)律有斷續(xù)控制和連續(xù)控制兩類：如雙位控制理想的雙位控制器輸出y與輸入偏差e之間的關(guān)系：理想的雙位控制特性ymaxyminey3.6PID控制器設(shè)計(jì)雙位控制特點(diǎn)：被控變量在T0

上下振蕩，無法穩(wěn)定。P執(zhí)行器被控對(duì)象檢測(cè)變送被控變量操作變量測(cè)量值偏差干擾-+設(shè)定值3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))P控制器e

u

(1)調(diào)節(jié)規(guī)律：Kc被控變量給定值被控變量測(cè)量值-3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))(1)調(diào)節(jié)規(guī)律：(2)階躍響應(yīng)：e

u

3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))例自力式水位比例控制系統(tǒng)浮球?yàn)樗粋鞲衅?，杠桿為控制器，活塞閥為執(zhí)行器。如果某時(shí)刻Q2加大，造成水位下降，則浮球帶動(dòng)活塞提高，使Q1加大阻止水位下降。u3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))u杠桿a、b之比例關(guān)系，決定調(diào)節(jié)作用強(qiáng)弱如果e=0，則活塞無法提高，Q1

無法加大，調(diào)節(jié)無法進(jìn)行u3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))?Q2hteu?Q1tttt3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))(3)對(duì)調(diào)節(jié)過程的影響：振蕩逐漸加劇由小大，系統(tǒng)由穩(wěn)定不穩(wěn)定PPPPyyyyyKcKcKcKc太小Kc偏小Kc適當(dāng)Kc偏大Kc等于臨界值ytKc太大3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))表示比例控制作用的強(qiáng)弱(4)關(guān)于比例度控制器輸入偏差的相對(duì)變化值與相應(yīng)的輸出相對(duì)變化值之比3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))若輸入、輸出的量程相等δ和Kc呈倒數(shù)關(guān)系3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))δ

的物理意義：使控制器輸出變化100%時(shí)，所對(duì)應(yīng)的偏差變化相對(duì)量3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))δ

的物理意義：使控制器輸出變化100%時(shí)，所對(duì)應(yīng)的偏差變化相對(duì)量P控制器e

u

100%0100%03.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))δ

的物理意義：使控制器輸出變化100%時(shí)，所對(duì)應(yīng)的偏差變化相對(duì)量P控制器e

u

100%0100%0思考：200%50%3.6PID控制器設(shè)計(jì)一、比例調(diào)節(jié)(P調(diào)節(jié))δ

的物理意義：例子某比例控制器，溫度控制范圍是400-800℃，其輸出為4-20mA。當(dāng)溫度從600℃變化到700℃時(shí)，控制器的輸出從8mA變化到16mA