過程控制工程ch5課件

1、第5章 簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng) 簡單控制系統(tǒng)是由一個(gè)調(diào)節(jié)器、一個(gè)變送器（測(cè)量儀表）、一個(gè)執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）和一個(gè)被控對(duì)象組成的控制系統(tǒng)。由于控制系統(tǒng)信號(hào)流只有一個(gè)回路，故亦稱為單回路控制系統(tǒng)。給定值R調(diào)節(jié)器（TC）被控對(duì)象（換熱器）被控變量（溫度T）測(cè)量元件及變送器（TT）+_執(zhí)行器（氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥）偏差EPQ測(cè)量值Z干擾F載熱體冷流體換熱器第5章 簡單控制系統(tǒng)從以上幾種過渡過程情況可知，一個(gè)合格的、穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，當(dāng)受到外界干擾以后，被控變量的變化應(yīng)是一條衰減振蕩的曲線。 5.1控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo) 第5章 簡單控制系統(tǒng)（1）衰減比和衰減率衰減比是衡量一個(gè)振蕩過程的衰減程度的指標(biāo)，它等于兩個(gè)相鄰的

2、同向波峰值之比。衰減比衰減率是指每經(jīng)過一個(gè)周期以后，波動(dòng)幅度衰減的百分?jǐn)?shù)。衰減率第5章 簡單控制系統(tǒng)（2）最大動(dòng)態(tài)偏差和超調(diào)量最大動(dòng)態(tài)偏差是指設(shè)定值階躍響應(yīng)中，過渡過程開始后第一個(gè)波峰超過其新穩(wěn)態(tài)值的幅度。超調(diào)量是指最大動(dòng)態(tài)偏差占被調(diào)量穩(wěn)態(tài)變化幅度的百分?jǐn)?shù)。第5章 簡單控制系統(tǒng)（3）余差過渡過程結(jié)束后，被控量新的穩(wěn)態(tài)值y()與新設(shè)定值r之間的差值，它是控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)確性的衡量指標(biāo)。第5章 簡單控制系統(tǒng)（4）調(diào)節(jié)時(shí)間調(diào)節(jié)時(shí)間是從過渡過程開始到結(jié)束所需要的時(shí)間。調(diào)節(jié)時(shí)間是衡量控制系統(tǒng)快速性的一個(gè)指標(biāo)。5.2簡單控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括:系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)工程安裝和儀表調(diào)?？刂?/p>

3、器參數(shù)整定第5章 簡單控制系統(tǒng) 要設(shè)計(jì)一個(gè)好的過程控制系統(tǒng)，需要各方面人員的共同努力和艱苦工作。就系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)這一個(gè)環(huán)節(jié)而言，也需要設(shè)計(jì)工程師深入了解生產(chǎn)工藝情況，結(jié)合控制要求根據(jù)對(duì)象特性，干擾情況及限制條件，從全局出發(fā)，運(yùn)用控制理論并作大量的實(shí)驗(yàn)和仿真才能設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的過程控制方案。一個(gè)好的控制方案應(yīng)是在滿足控制要求前提下的最簡單、最實(shí)用的方案。 第5章 簡單控制系統(tǒng)簡單控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)基本步驟示意圖 第5章 簡單控制系統(tǒng)5.2.1受控變量的選擇 受控變量的選擇是十分重要的，是自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步，應(yīng)該從生產(chǎn)過程對(duì)自動(dòng)控制的要求出發(fā)，合理地選擇被控變量。 1、尋求控制的原始目的從過程控

4、制的根本任務(wù)出發(fā)，選擇受控變量就是尋求控制的原始目的。使所選的受控變量能決定產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量、原材料消耗、安全以及給環(huán)境造成的危害等。 第5章 簡單控制系統(tǒng)2.尋求與原始目的有良好關(guān)系的參數(shù) 當(dāng)選擇直接參數(shù)作受控變量有困難或不合適時(shí)，尋找一個(gè)與直接參數(shù)有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系、反應(yīng)靈敏、便于測(cè)量的間接參數(shù)作為受控變量。 第5章 簡單控制系統(tǒng)硫酸焙燒爐是重要的生產(chǎn)設(shè)備，其工藝流程圖如下：第5章 簡單控制系統(tǒng)第5章 簡單控制系統(tǒng)選取受控變量的一般原則： 1、首先選擇對(duì)產(chǎn)品的產(chǎn)量、產(chǎn)品的質(zhì)量、安全髙效生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)等具有決定作用的、便于測(cè)量、靈敏可靠的工藝參數(shù)作為受控變量。2、當(dāng)直接參數(shù)作受控變量不合適時(shí)，應(yīng)

5、選取一個(gè)與直接參數(shù)有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系、便于測(cè) 量、靈敏可靠的間接參數(shù)作為受控變量。3、若合適的間接參數(shù)也選擇不到時(shí),可增加一些輔助控制系統(tǒng)，并通過一定的運(yùn)算處理達(dá)到對(duì)直接參數(shù)的控制。由于計(jì)算機(jī)在過程控制中的廣泛應(yīng)用，使這種方法的實(shí)現(xiàn)更具潛力。4、不論用何種方式選取受控變量，都必須考慮工藝的合理性和國內(nèi)儀表的現(xiàn)狀。 第5章 簡單控制系統(tǒng)5.2.3 操縱變量的選擇 選擇操縱變量（即操縱量），就是在對(duì)受控過程進(jìn)行認(rèn)真分析研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)已選定的受控變量找出所有影響受控變量的各種變量即輸入，從中找出一個(gè)工藝合理、實(shí)施上可行并具有良好可控性的變量作為操縱量 。第5章 簡單控制系統(tǒng)在被控變量選定以后，下一步

6、就是要選擇控制系統(tǒng)的操縱變量，去克服擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響。 第5章 簡單控制系統(tǒng)控制通道操縱變量至被控變量的信號(hào)聯(lián)系擾動(dòng)通道擾動(dòng)變量至操縱變量的信號(hào)聯(lián)系 擾動(dòng)變量（輸入量） 操縱變量（輸入量） 被控變量（輸出量） 討論：放大系數(shù)K對(duì)系統(tǒng)的影響控制通道 放大系數(shù)越大，操縱變量的變化對(duì)被控變量的影響就越大；反之，放大系數(shù)小，控制作用的影響不顯著，被控變量變化緩慢。但放大系數(shù)過大，會(huì)使控制作用對(duì)被控變量的影響過強(qiáng)，使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。K的物理意義：如果有一定的輸入變化量作用于過程，通過過程后被放大了K倍，變?yōu)檩敵鲎兓縒。 第5章 簡單控制系統(tǒng)擾動(dòng)通道 當(dāng)擾動(dòng)頻繁出現(xiàn)且幅度較大時(shí)，放大系數(shù)大，被控變量

7、的波動(dòng)就會(huì)很大，使得最大偏差增大；放大系數(shù)小，即使擾動(dòng)較大，對(duì)被控變量仍然不會(huì)產(chǎn)生多大影響。第5章 簡單控制系統(tǒng)控制通道在相同的控制作用下，時(shí)間常數(shù)大，被控變量的變化比較緩慢，此時(shí)過程比較平穩(wěn)，容易進(jìn)行控制，但過渡過程時(shí)間較長；若時(shí)間常數(shù)小，則被控變量的變化速度快，控制過程比較靈敏，不易控制。時(shí)間常數(shù)太大或太小，對(duì)控制上都不利。擾動(dòng)通道對(duì)于擾動(dòng)通道，時(shí)間常數(shù)大，擾動(dòng)作用比較平緩，被控變量的變化比較平穩(wěn)，過程較易控制。討論：時(shí)間常數(shù)T對(duì)系統(tǒng)的影響第5章 簡單控制系統(tǒng)討論：滯后時(shí)間對(duì)系統(tǒng)的影響控制通道擾動(dòng)通道由于存在滯后，使控制作用落后于被控變量的變化，從而使被控變量的偏差增大，控制質(zhì)量下降。滯后

8、時(shí)間越大，控制質(zhì)量越差。對(duì)于擾動(dòng)通道，如果存在純滯后，相當(dāng)于擾動(dòng)延遲了一段時(shí)間才進(jìn)入系統(tǒng)，而擾動(dòng)在什么時(shí)間出現(xiàn)，本來就是無從預(yù)知的，因此，并不影響控制系統(tǒng)的品質(zhì)。擾動(dòng)通道中存在容量滯后，可使階躍擾動(dòng)的影響趨于緩和，對(duì)控制系統(tǒng)是有利的。第5章 簡單控制系統(tǒng)例：第5章 簡單控制系統(tǒng)第5章 簡單控制系統(tǒng)選擇操縱量的一般原則 1、選擇操縱量也就是選擇一個(gè)可控度良好的控制通道?？刂仆ǖ赖姆糯蟊稊?shù)應(yīng)適當(dāng)大些； 控制通道的純滯后時(shí)間應(yīng)盡可能??； 控制通道的慣性時(shí)間常數(shù)要相對(duì)錯(cuò)開，即相互間的相對(duì)距離要大一些(主要是指第一大和第二大時(shí)間常數(shù)）； 控制通道各慣性時(shí)間常數(shù)相對(duì)值不變的前提下，時(shí)間常數(shù)要適當(dāng)小些； 控

9、制通道時(shí)間常數(shù)的個(gè)數(shù)應(yīng)盡量減少； 當(dāng)通道為有純滯后的一階或二階模型時(shí)，應(yīng)盡量提高時(shí)域可控性系數(shù) 2、設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)盡量考慮主要干擾對(duì)系統(tǒng)控制品質(zhì)的影響。 第5章 簡單控制系統(tǒng)5.2.4 執(zhí)行器的選擇 執(zhí)行器的選用是否得當(dāng)，將直接影響自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量、安全性和可靠性，因此，必須根據(jù)工況特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求等多方面因素，綜合考慮，正確選用。執(zhí)行器的選擇，主要是從以下四方面考慮：（1）執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)形式；（2）調(diào)節(jié)閥的口徑;（3）調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)形式；（4）調(diào)節(jié)閥的流量特性。 第5章 簡單控制系統(tǒng)在選用調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式和材料時(shí)應(yīng)考慮的因素： 被控介質(zhì)的工藝條件，如溫度、壓力、流量等。 被

10、控介質(zhì)的物理、化學(xué)特性，如氣態(tài)、液態(tài)、粘 性、腐蝕性等。 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式的選擇 第5章 簡單控制系統(tǒng) 調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)形式的選擇 原則：當(dāng)信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證工藝設(shè)備和生產(chǎn)的安全。 當(dāng)調(diào)節(jié)閥的氣開氣關(guān)形式與安全無關(guān)時(shí)，還可從以下方面進(jìn)行考慮： （1）從保證產(chǎn)品質(zhì)量角度考慮（2）從降低原料和能源的損耗并兼顧介質(zhì)特點(diǎn)的角度考慮第5章 簡單控制系統(tǒng)氣關(guān)閥氣開閥氣開閥/氣關(guān)閥第5章 簡單控制系統(tǒng)例： 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇 選擇什么樣的流量特性要結(jié)合過程特性、干擾情況、介質(zhì)性質(zhì)、測(cè)量變送情況及配管情況全面考慮，但是更多的考慮是首先根據(jù)廣義過程為線性的要求確定控制閥所應(yīng)具有的工作流量特性，然后根據(jù)配管情

11、況（即S值的大小）決定所要閥的理想流量特性。 第5章 簡單控制系統(tǒng) 生產(chǎn)過程中常用的調(diào)節(jié)閥的理想流量特性有直線、等百分比和快開大種?？扉_特性主要用于二位調(diào)節(jié)及程序控制中，因此，調(diào)節(jié)閥的特性選擇實(shí)際上是指如何選擇直線和等百分比流量特性。 調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇可以通過理論計(jì)算，但所用的方法和方程都很復(fù)雜，一般可選擇等百分比流量特性，總能滿足要求。 第5章 簡單控制系統(tǒng)5.2.5 測(cè)量變送環(huán)節(jié)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的考慮 正確處理測(cè)量變送問題是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。測(cè)量方法的選擇測(cè)量元件的選用測(cè)量元件的正確安裝測(cè)量信號(hào)的處理第5章 簡單控制系統(tǒng)5.2.6控制器的選型及應(yīng)用 控器控制規(guī)律的選擇和應(yīng)用 常規(guī)基型控

12、制器主要有 三種控制規(guī)律：比例（P）、比例積分（PI）、比例積分微分(PID)。 PID控制規(guī)律的數(shù)學(xué)描述為： 第5章 簡單控制系統(tǒng)圖5-23不同控制規(guī)律作用下的階躍響應(yīng)曲線1-無控制 2-比例控制 3-比例積分控制 4-比例微分控制 5 比例積分微分控制 第5章 簡單控制系統(tǒng)曲線1：無控制即開環(huán)時(shí)的擾動(dòng)使輸出偏離給定值的程度逐漸增大，終值為Kdd。曲線2：純比例控制（P），他存在穩(wěn)態(tài)誤差，其值為：C=Kdd/(1+KgKc) (Kg為廣義過程的放大倍數(shù))。曲線3：比例積分（PI）控制，它與比例控制相比，引入積分后消除了穩(wěn)態(tài)誤差，但超調(diào)量增加，振蕩周期加長。曲線4：比例微分（PD）控制，它與比

13、例控制相比，由于微分的引入，減小了動(dòng)態(tài)偏差，但靜態(tài)偏差仍然存在。曲線5：比例積分微分（PID）控制，他與上述控制規(guī)律相比，超調(diào)量較小，振蕩周期較短，靜態(tài)偏差為零. 第5章 簡單控制系統(tǒng) 雖然PID控制是四種控制中最好的一種，但是微分作用對(duì)于干擾和測(cè)量噪聲來說是敏感 的，因此除非受控過程容積滯后比較大，受控變量變化比較緩慢的過程外，一般不引入微分作用。另外，三種控制規(guī)律同時(shí)引入，也將給三種作用參數(shù)的確定帶來一定的困難。 正是由于上述原因，工業(yè)控制中廣泛應(yīng)用的是PI控制器。 第5章 簡單控制系統(tǒng)選擇控制器控制規(guī)律，應(yīng)根據(jù)對(duì)象特性、負(fù)荷變化情況、主要干擾以及對(duì)控制質(zhì)量的要求等不同情況，進(jìn)行具體分析。

14、同時(shí)，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)的投運(yùn)方便等。具體選擇原則如下： （1）當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較小、負(fù)荷變化不大、工藝要求不高時(shí)，可選用比例控制規(guī)律；而當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較小、負(fù)荷變化較大、工藝要求無余差時(shí)，則應(yīng)選用比例積分控制規(guī)律。 控制器調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇第5章 簡單控制系統(tǒng)（2）當(dāng)廣義對(duì)象控制通道的時(shí)間常數(shù)大或容量滯后大時(shí)，采用微分作用有良好的效果。 （3）當(dāng)廣義對(duì)象控制通道的時(shí)間常數(shù)較小，而負(fù)荷變化很大時(shí)，選用微分作用和積分作用都容易引起振蕩。如果時(shí)間常數(shù)很小時(shí)，可采用微分作用來降低系統(tǒng)的反應(yīng)速度提高控制質(zhì)量。 （4）當(dāng)廣義對(duì)象滯后很小或噪聲嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)避免引入微分作用，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)

15、的不穩(wěn)定。 第5章 簡單控制系統(tǒng)（5）當(dāng)廣義對(duì)象控制通道的時(shí)間常數(shù)很大（或存在較大的純滯后），負(fù)荷變化也很大時(shí)，單回路控制系統(tǒng)往往也不能滿足要求，應(yīng)設(shè)計(jì)其他控制方案，根據(jù)具體情況選用前饋、串級(jí)、采樣等復(fù)雜控制系統(tǒng)。 （6）當(dāng)對(duì)象數(shù)學(xué)模型可用 近似時(shí)，則可根據(jù)純滯后時(shí)間與時(shí)間常數(shù)T的比值/T來選擇控制規(guī)律，即 當(dāng)0.2/T1.0時(shí)，選用比例積分或比例積分微分控制規(guī)律； 當(dāng)/T1.0時(shí)，采用單回路控制系統(tǒng)往往不能滿足要求，應(yīng)選用其他控制方案。 當(dāng)/T0.2時(shí)，選用比例或比例積分規(guī)律；第5章 簡單控制系統(tǒng)控制器正、反作用方式的選擇 首先確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)形式；然后根據(jù)受控過程的輸入輸出關(guān)系確定控

16、制器的正、 反作用方式。為了保證系統(tǒng)為負(fù)反饋，必須滿足:控制器、執(zhí)行器、受控過程三者的符號(hào)相乘為負(fù)即：(控制器）（執(zhí)行器）(受控過程）= “-”第5章 簡單控制系統(tǒng)1、根據(jù)選定的執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)形式確定其正、負(fù)號(hào)；2、由過程的輸入、輸出關(guān)系確定其正、負(fù)號(hào)；3、由判別式確定控制器所應(yīng)有的正、負(fù) 號(hào)，4、選定其正、反作用形式。 第5章 簡單控制系統(tǒng)滿足該式的各環(huán)節(jié)符號(hào)是這樣規(guī)定的：當(dāng)其輸入增加時(shí)，若輸出也隨之增加則取正號(hào)，反之取負(fù)號(hào)；其中控制器是以測(cè)量值作為輸入的。即對(duì)控制器而言：當(dāng)測(cè)量值增加時(shí)若控制器輸出也隨之增加則?。?）號(hào)，反之?。?）號(hào)。也就是說正作用控制器?。?）,反作用控制器?。?）

17、。第5章 簡單控制系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行器而言：當(dāng)輸入(壓力）信號(hào)增加時(shí)若開度增加則取“+”號(hào)，反之取“-”號(hào)。也就是說氣開閥取“+”號(hào)，氣關(guān)閥取“-”。對(duì)受控過程而言：當(dāng)操縱量增加時(shí)若其輸出（受控變量）增加則取“+”，反之取“-”號(hào)。對(duì)測(cè)量變送而言：一般被測(cè)參數(shù)增加其輸出總是增加的即總為正環(huán)節(jié)，所以上式中并沒出現(xiàn)。 第5章 簡單控制系統(tǒng) 簡單控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 被控變量的選擇 操縱變量的選擇 執(zhí)行器的選擇 調(diào)節(jié)器正反作用方式及調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇設(shè)定值控制器被控對(duì)象被控量變送器+_調(diào)節(jié)閥干擾第5章 簡單控制系統(tǒng)5.2.7簡單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及應(yīng)用實(shí)例第5章 簡單控制系統(tǒng)圖5-30牛奶干燥過程流程圖 牛奶類乳化物

18、干燥過程中的噴霧式干燥工藝設(shè)備。由于乳化物屬膠體物質(zhì)，激烈攪拌易固化，不能用泵輸送，故采用高位槽的辦法。濃縮的乳液由高位槽流經(jīng)過濾器A 或B(兩個(gè)交換使用，保證連續(xù)操作），除去凝結(jié)塊等雜質(zhì)，再至干燥器頂部從噴嘴噴出?？諝庥晒娘L(fēng)機(jī)送至換熱器(用蒸汽間接加熱)，熱空氣與鼓風(fēng)機(jī)直接送來的空氣混合后，經(jīng)風(fēng)管進(jìn)入干燥器，以蒸發(fā)走乳液中的水分，使其成為奶粉，并隨濕空氣一起輸出，再進(jìn)行分離。生產(chǎn)工藝對(duì)干燥后的產(chǎn)品質(zhì)量要求很高，水分含量不能波動(dòng)太大，必須控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。 第5章 簡單控制系統(tǒng)（1）受控變量的選擇 干燥器出口的氣體溫度和產(chǎn)品質(zhì)量有密切關(guān)系，要求維持在一定值上，因此就選作被控變量。 （2）操縱

19、量的選擇 第5章 簡單控制系統(tǒng)影響出口溫度的因素有乳液量的變化、空氣流量及蒸汽變化等。因此可以選擇三種操縱變量，組成以下三個(gè)調(diào)節(jié)方案。 圖5-31干燥過程方框圖 第5章 簡單控制系統(tǒng) 根據(jù)干擾作用點(diǎn)對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量影響的分析，主要干擾施加點(diǎn)越靠近調(diào)節(jié)閥，控制質(zhì)量相對(duì)較高的原則，方案的干擾作用點(diǎn)與對(duì)象的輸入重合，調(diào)節(jié)作用最迅速，因此其控制性能最佳，方案次之，方案最差。從控制的品質(zhì)這方面考慮，應(yīng)該選擇方案，即選擇乳液流量作為操作變量。但是，在選擇調(diào)節(jié)方案時(shí)，還得從工藝角度來考慮，方案并不是最有利的。因?yàn)槿粢匀橐毫孔鳛椴倏v變量，則它就不可能始終在最大值上工作，也就限制了該裝置的生產(chǎn)能力。另外在乳液管線上裝

20、了調(diào)節(jié)閥，容易使?jié)饪s乳液結(jié)塊，降低產(chǎn)量和質(zhì)量。因此，綜合以上分析比較，選擇方案是最為合適的。 第5章 簡單控制系統(tǒng)（3）執(zhí)行器的選擇 根據(jù)安全原則、介質(zhì)特點(diǎn)、工藝要求考慮應(yīng)選氣關(guān)式控制閥，以防故障(對(duì)閥芯的作用力為零）時(shí)中斷加熱蒸汽至使乳液直接流入出口使管道堵塞和產(chǎn)生劣質(zhì)產(chǎn)品。 選用對(duì)數(shù)流量特性的控制閥。根據(jù)生產(chǎn)時(shí)對(duì)操縱量流量的要求選擇控制閥的公稱直徑和閥芯直徑的尺寸。 第5章 簡單控制系統(tǒng)（4）測(cè)量、變送的考慮 Pt100熱電阻溫度計(jì)，三線制接法（5）控制器選型 選用PID控制規(guī)律 （6）控制器正反作用方式的選擇 反作用方式 第5章 簡單控制系統(tǒng)圖5-32控制原理示意圖 第5章 簡單控制系統(tǒng)

21、5.3簡單控制系統(tǒng)的參數(shù)整定 系統(tǒng)整定的實(shí)質(zhì)：通過調(diào)整調(diào)節(jié)器的相關(guān)參數(shù)使其特性與被控對(duì)象特性相匹配，以達(dá)到最佳的控制效果。理論計(jì)算整定法工程整定法基于被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型（如傳遞函數(shù)、頻率特性），通過計(jì)算方法直接求得調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)，如根軌跡法、頻率特性法等?；诒豢貙?duì)象的階躍響應(yīng)曲線，或直接在閉環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行，方法簡單，易于掌握。第5章 簡單控制系統(tǒng) 工程整定法一、經(jīng)驗(yàn)試湊法（長期的生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的一種整定方法）(%)TI（min)TD （min)溫度20603 100.31流量401000.11壓力30700.43液位2080方法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先將控制器參數(shù)放在某些數(shù)值上，直接在閉合的控制系統(tǒng)中

22、通過改變給定值以施加干擾，看輸出曲線的形狀，以%、TI、TD，對(duì)控制過程的規(guī)律為指導(dǎo)，調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行湊試，直到合適為止。第5章 簡單控制系統(tǒng)二、臨界比例度法穩(wěn)定邊界法是應(yīng)用較廣的一種整定調(diào)節(jié)器參數(shù)的方法，特點(diǎn)是不需要求得被控對(duì)象的特性，而直接在閉環(huán)情況下進(jìn)行參數(shù)整定。 整定方法： （1）取TI = ，TD =0，比例度取較大數(shù)值（一般可取100%以上），系統(tǒng)按純比例投入運(yùn)行，穩(wěn)定后，逐步地減小比例度，在外界輸入作用下（給定或干擾的變化）下，觀察過程變化情況，直至系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩為止，記下此時(shí)比例度cr(臨界比例度)和振蕩周期Tcr(臨界振蕩周期)。Tcr第5章 簡單控制系統(tǒng)（2）根據(jù)cr和

23、Tcr ，按表中所列的經(jīng)驗(yàn)算式，分別求出3種不同情況下的控制器最佳參數(shù)值。 （3）將比例度放到計(jì)算值略大一些的刻度上，然后TI由大而小將積分作用加入；TD由小而大將微分作用加入。 （4）將比例度調(diào)到計(jì)算值上，觀察運(yùn)行，適當(dāng)調(diào)整，使過渡過程達(dá)到指標(biāo)要求。 穩(wěn)定邊界法參數(shù)整定計(jì)算公式 TITD P2 crPI2.2cr0.85 Tcr PID1.67cr0.50 Tcr 0.125 Tcr 第5章 簡單控制系統(tǒng)注意： 此法簡單明了，容易判斷整定質(zhì)量，因而在生產(chǎn)上應(yīng)用較多，但是工藝上被控變量不允許等幅振蕩時(shí)不宜采用。第5章 簡單控制系統(tǒng)三、衰減曲線法穩(wěn)定邊界法是要使系統(tǒng)產(chǎn)生等幅振蕩，還要多次試湊，而用衰減曲線法較為簡單，且可直接求得調(diào)節(jié)器比例度。衰減曲線法分為41和101兩種。 41衰減曲線法整定方法 41衰減曲線法整定方法 （1）取TI =，TD =0，比例度取較大數(shù)值（一般可取100%以上），在純比例作用下，將系統(tǒng)投入。待系統(tǒng)穩(wěn)定后，作設(shè)定值擾動(dòng)，觀察過渡過程波動(dòng)情況，直到衰減比為4