一个自动控制系统的过渡过程或者控制质量,与被控对象、干扰形式与大小、控制方案的确定及控制器参数整定有着密切的关系。在控制方案、广义对象的特性、控制规律都已确定的情况下,控制质量主要就取决于控制器参数的整定。在控制方案、广义对象的特性、控制规律都已确定的情况下,控制质量主要就取决于控制器参数的整定。所谓控制器参数的整定,就是按照已定的控制方案,求取使控制质量最好的控制器参数值。具体来说,就是确定最合适的控制器比例度δ、积分时间TI和微分时间TD。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 调节器参数整定的理论基础 1. 控制系统的稳定性与衰减指数 调节器参数整定的实质就是选择合适的调节器参数,使其闭环控制系统的特征方程的每一个根都能满足稳定性的要求。 2. 控制系统的稳定裕量 为了保证系统的过渡过程具有一定的稳定裕量,就要使闭环系统的特征根具有一定的衰减指数 。 综上所述,无论是控制系统的稳定性、稳定裕量,还是控制系统的快速性、准确性均与系统的衰减率或衰减指数有关。所以,调节器参数整定的实质就是通过选择合适的调节器参数,以达到规定的衰减率或衰减指数,从而最终保证系统的控制质量。 调节器参数的工程整定 临界比例度法比较简单方便,容易掌握和判断,适用于一般的控制系统。但是对于临界比例度很小的系统不适用。因为临界比例度很小,则控制器输出的变化一定很大,被调参数容易超出允许范围,影响生产的正常进行。临界比例度法是要使系统达到等幅振荡后,才能找出δk与Tk,对于工艺上不允许产生等幅振荡的系统本方法亦不适用。锅炉给水系统和燃烧控制系,不允许振荡;大惯性环节本身不产生等幅振荡 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 采用衰减曲线法必须注意以下几点。 (1)加的干扰幅值不能太大,要根据生产操作要求来定,一般为额定值的5%左右,也有例外的情况。 (2)必须在上艺参数稳定情况下才能施加干扰,否则得不到正确的δs、Ts、或δs’和T上升值。 (3)对于反应快的系统,如流量、管道压力和小容量的液位控制等,要在记录曲线上严格得到4:1衰减曲线比较困难。一般以被控变量来回波动两次达到稳定,就可以近似地认为达到4:1衰减过程了。 衰减曲线法比较简便,适用于一般情况下的各种参数的控制系统。但对于干扰频繁,计录曲线不规则,不断有小摆动的情况,由于不易得到准确的衰减比例度δs和衰减周期Ts,使得这种方法难于应用。 4.三种工程整定方法的比较 相同:三种工程整定方法都是通过试验获取某些特征参数,然后再按计算公式算出调节器的整定参数 不同:反应曲线法通用性最强;临界比例度法和衰减曲线法都无需掌握被控过程的数学模型;从闭环试验对干扰有较好的抑制作用,开环试验对外界干扰的抑制能力很差的意义上说,减曲线法最好,临界比例度法次之,反应曲线法最差。 本文来自www.eadianqi.com
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