第三章過程控制

第三章過程控制第1頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三主要內(nèi)容一、反饋控制系統(tǒng)概述二、控制系統(tǒng)性能指標(biāo)第2頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三最基本也是應(yīng)用最廣泛的控制系統(tǒng)是單回路反饋控制系統(tǒng)。是由被控對象、測量變送環(huán)節(jié)、反饋控制器以及末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，實(shí)現(xiàn)對被控變量的定值和跟蹤控制。對于特定的被控過程，選擇好測量變送器和末端執(zhí)行元件后，控制效果的好壞是由所選擇的反饋控制器以及相應(yīng)的控制器參數(shù)所決定的。因此，反饋控制器的選擇及其參數(shù)設(shè)置對于控制質(zhì)量起著舉足輕重的作用。一、反饋控制系統(tǒng)概述第3頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三一般的反饋控制系統(tǒng)“反饋控制”是信號(hào)沿前向通道（或稱前向通路）和反饋通道進(jìn)行閉路傳遞，從而形成一個(gè)閉合回路的控制方法。第4頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三說明幾點(diǎn)：簡單控制系統(tǒng)有兩個(gè)通道：控制通道和擾動(dòng)通道?？驁D中的各個(gè)信號(hào)都是增量。圖中的箭頭表示信號(hào)的流向，并非物流或能流的方向。各環(huán)節(jié)的增益有正、有負(fù)。當(dāng)該環(huán)節(jié)的輸入增加時(shí)，其輸出增加，則該環(huán)節(jié)的增益為正，反之，如果輸出減小則增益為負(fù)。對象的增益有正、有負(fù)。例如：加熱系統(tǒng)的增益為正、冷卻系統(tǒng)的增益為負(fù)；氣開閥的增益為正、氣關(guān)閥的增益為負(fù)；正作用控制器的增益為負(fù)，反作用控制器的增益為正；檢測變送器的增益一般為正。第5頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三二、控制系統(tǒng)性能指標(biāo)工業(yè)過程在運(yùn)行中常常會(huì)受到外來擾動(dòng)的影響或者改變設(shè)定值，使得原來的穩(wěn)態(tài)遭到破壞，被控變量將偏離其設(shè)定值。經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)整后，如果系統(tǒng)是穩(wěn)定的，被控變量將會(huì)重新達(dá)到設(shè)定值或其附近，系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定平衡工況。這種從一個(gè)穩(wěn)定到達(dá)另一個(gè)穩(wěn)定的過程稱為過渡過程。為了比較不同控制方案的優(yōu)劣，或者對控制器參數(shù)進(jìn)行最佳整定，必須首先規(guī)定出評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)優(yōu)劣的性能指標(biāo)。即當(dāng)設(shè)定值發(fā)生變化或系統(tǒng)受到擾動(dòng)都，系統(tǒng)能否在控制器的作用下穩(wěn)定下來，以及回到設(shè)定值的準(zhǔn)確性、平穩(wěn)性和快速性如何。通常主要采用兩類性能指標(biāo)：以階躍響應(yīng)曲線的幾個(gè)特征參數(shù)作為性能指標(biāo)和偏差積分性能指標(biāo)。第6頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三1、以階躍響應(yīng)曲線的特征參數(shù)作為性能指標(biāo)在工業(yè)過程中以階躍作用下的過渡過程為準(zhǔn)，采用時(shí)域內(nèi)的單項(xiàng)指標(biāo)來評(píng)價(jià)控制的好壞。主要的時(shí)域指標(biāo)包括：第7頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三1.衰減比n：衰減比表示振蕩過程的衰減程度，是控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性指標(biāo)。它是相鄰?fù)较騼蓚€(gè)波峰的幅值之比。即：第8頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三n<1擴(kuò)散振蕩即不穩(wěn)定n=1等幅振蕩n>1衰減振蕩n越大，衰減越快，系統(tǒng)就越接近非周期過程衰減率ψ也用于表示控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。它是每經(jīng)過一個(gè)周期后，波動(dòng)幅度衰減的百分?jǐn)?shù)，即：第9頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三2．超調(diào)量和最大動(dòng)態(tài)偏差隨動(dòng)控制系統(tǒng)中，超調(diào)量是反映超調(diào)情況和衡量穩(wěn)定程度的指標(biāo)，超調(diào)量σ定義為：

C為最終的穩(wěn)態(tài)值與其初始值的差。定值控制系統(tǒng)采用最大動(dòng)態(tài)偏差A(yù)表示超調(diào)程度，指的是在單位階躍擾動(dòng)下，最大振幅與最終穩(wěn)態(tài)值之和的絕對值，即：第10頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三3．余差

它是控制系統(tǒng)的最終穩(wěn)態(tài)偏差e(∞)。在階躍輸入作用下，余差（Steady-stateerror）為：

余差是控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)確性指標(biāo)。第11頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三4．回復(fù)時(shí)間和振蕩頻率：

被控變量從過渡過程開始到進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值±5%或±2%范圍內(nèi)的時(shí)間作為過渡過程的回復(fù)時(shí)間ts。回復(fù)時(shí)間是控制系統(tǒng)的快速性指標(biāo)。振蕩頻率ω與振蕩周期T的關(guān)系是

在相同衰減比n下，振蕩頻率越高，回復(fù)時(shí)間越短；在相同振蕩頻率下，衰減比越大，回復(fù)時(shí)間越短。第12頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三5．偏離度：控制系統(tǒng)偏離度是被控變量統(tǒng)計(jì)特性的描述。在相同干擾作用下，定值控制系統(tǒng)輸出的最大偏差越大，系統(tǒng)的偏離度越大；在相同的衰減比下，系統(tǒng)輸出的周期越大，系統(tǒng)的偏離度越大。第13頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三2、積分性能指標(biāo)

單項(xiàng)指標(biāo)固然清晰明了，但還是希望用一個(gè)綜合指標(biāo)來全面反映控制過程的品質(zhì)。常用的綜合性能指標(biāo)是偏差積分指標(biāo)，它是過渡過程中偏差e和時(shí)間t的函數(shù)在時(shí)間軸上的積分

無論是偏差幅度還是偏差存在的時(shí)間都與該指標(biāo)有關(guān)系，可以反映出衰減比、超調(diào)量、調(diào)節(jié)時(shí)間等因素，因此是綜合指標(biāo)。

第14頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三

第15頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三說明：采用不同的偏差積分性能指標(biāo)意味著對過渡過程優(yōu)良程度的側(cè)重點(diǎn)不同。假若針對同一廣義對象，采用同一種控制器，使用不同的性能指標(biāo)，會(huì)得到不同的控制器參數(shù)。隨著控制理論的發(fā)展，針對不同的控制要求，又提出了許多新的性能指標(biāo)，相應(yīng)地出現(xiàn)了許多新的控制器和控制系統(tǒng)。對于控制系統(tǒng)性能指標(biāo)，需要根據(jù)具體的工藝和整體情況統(tǒng)籌兼顧，提出合理的控制需求。并不是所有的回路都有很高的控制要求。例如，儲(chǔ)槽的液位控制，只要求不超出規(guī)定的上、下線就可以了，沒有必要精益求精。有些性能指標(biāo)相互之間還存在著矛盾，需要折中處理，保證關(guān)鍵的指標(biāo)。第16頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三小結(jié)一、反饋控制系統(tǒng)概述二、控制系統(tǒng)性能指標(biāo)第17頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三謝謝！第18頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三第十講常規(guī)的反饋控制模式第19頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三主要內(nèi)容一、基本控制算法分析二、比例控制算法三、比例積分控制算法四、比例積分微分算法第20頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三反饋控制器的作用是將測量信號(hào)與設(shè)定值相比較產(chǎn)生偏差信號(hào)，并按照一定的運(yùn)算規(guī)律生成輸出信號(hào)，用來操縱末端執(zhí)行元件。本課程介紹三種基本的控制模式：比例控制（P）、比例積分控制（PI）、比例積分微分控制（PID）。一、基本控制算法分析第21頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三KC

被稱為控制器增益，通常無量綱，偏置u0是控制器的穩(wěn)態(tài)輸出，反映了比例控制的工作點(diǎn)。u（t）為控制器的輸出信號(hào)；e（t）為設(shè)定值ysp（t）和測量值ym（t）之差；比例控制系統(tǒng)框圖如圖所示。比例控制作用只與偏差e（t）成比例二、比例控制算法第22頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三定義：比例度是指使控制器輸出全范圍變化所對應(yīng)的控制誤差的比例。在很多工業(yè)控制器中都沒有控制器增益設(shè)定，而是采用比例度來進(jìn)行設(shè)定?？梢姡〉谋壤葘?yīng)于大的控制器增益，而大的比例度對應(yīng)于小的控制器增益。第23頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三理想比例控制器的輸出特性如左圖所示，對于控制器的輸出沒有物理限制。但在實(shí)際的控制器是具有物理限制的，當(dāng)輸出達(dá)到上限或者下限，控制閥就飽和了，如圖所示。第24頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三實(shí)際上，比例控制器的傳遞函數(shù)為可見，Kc反映了控制器輸出對控制誤差的靈敏度。第25頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三P控制回路的仿真結(jié)果Fi(t)在10min時(shí)，從10升/min階躍增加至11升/min仿真結(jié)果分析第26頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三隨著Kc的變化，過渡過程各項(xiàng)指標(biāo)如表所示。可以看到反饋控制器增益調(diào)整中的基本矛盾：穩(wěn)定程度與控制精度的矛盾。Kc增加能使控制精度提高，但穩(wěn)定程度變差。

Kc參數(shù)的整定就是對這兩項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)衡。純比例控制器的缺點(diǎn)：當(dāng)設(shè)定值改變后總是存在一定的余差。第27頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三比例增益對控制性能的影響純比例控制器只有一個(gè)可調(diào)參數(shù)Kc。其最大問題是總存在不同程度的余差，即CV難以完全跟蹤其SP。對于某一給定的階躍擾動(dòng)，余差的大小取決于比例增益大小。增益越大，余差越小。當(dāng)Kc超過某一臨界值，大多數(shù)控制系統(tǒng)會(huì)變?yōu)椴环€(wěn)定。第28頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三積分作用的輸出是誤差相對于時(shí)間積分，Ti

被稱為積分時(shí)間.三、比例積分控制算法第29頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三積分作用的

優(yōu)點(diǎn)是能夠消除余差。如圖所示，如果偏差為零，則積分控制器的輸出不變，但偏差不為零時(shí)，偏差積分后使控制器的輸出向上或者向下變化。第30頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三雖然積分作用能夠有效消除系統(tǒng)的余差，但積分控制器很少單獨(dú)使用，因?yàn)榉e分作用比較慢，需要誤差的積累達(dá)到一定的程度才能產(chǎn)生較為明顯的控制作用。因此通常是將積分作用和比例作用一起使用。圖所示為比例積分作用對偏差的單位階躍響應(yīng)曲線。從圖中可以看到增加了比例作用后，控制器對偏差變化的響應(yīng)迅速了很多。第31頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三PI控制回路的仿真結(jié)果Fi(t)在10min時(shí)，從10升/min階躍增加至11升/min仿真結(jié)果分析第32頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三積分作用對控制性能的影響PI控制器有兩個(gè)可整定參數(shù)：控制增益（或比例帶）與積分時(shí)間（或積分速率1/Ti），其最大的優(yōu)勢是可消除余差。PI控制器的不足之處在于：由于積分作用的引入，使控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。具體地，積分時(shí)間Ti越短，積分速率1/Ti越大，積分作用越強(qiáng)，閉環(huán)系統(tǒng)消除余差的速度越快，但控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性越弱。第33頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三Td

為微分時(shí)間微分的作用是通過誤差的變化率來預(yù)報(bào)誤差信號(hào)的未來變化趨勢。

理想的PID控制器四、比例積分微分（PID）算法第34頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三PID控制回路的仿真實(shí)驗(yàn)Ti(t)在10min時(shí)，從50℃階躍增加至60℃。仿真結(jié)果分析第35頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三微分作用對控制性能的影響PID控制器有三個(gè)可整定參數(shù)：控制器增益、積分時(shí)間與微分時(shí)間。微分作用的引入可使控制器具有超前預(yù)測作用。PID控制器主要適用于具有較長時(shí)間常數(shù)、且測量噪聲較少的慢過程，例如：溫度與成分控制回路。對于噪聲水平較高的快速過程，例如流量與壓力回路，微分作用的引入將放大噪聲，因此不宜使用。第36頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三小結(jié)一、基本控制算法分析二、比例控制算法三、比例積分控制算法四、比例積分微分算法第37頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三謝謝！第38頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三第十一講

PID控制器的選取第39頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三主要內(nèi)容一、控制器的選型二、控制器正反作用的選擇

第40頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三對于某一動(dòng)態(tài)特性未知的廣義被控過程，如何選擇PID控制器形式?一、控制器的選型第41頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三1、比例控制器

比例控制器的優(yōu)點(diǎn)是簡單、調(diào)整方便，但會(huì)產(chǎn)生余差。余差的大小隨著開環(huán)增益的增加而減小。比例控制適用于低階過程，對于一個(gè)具有大的時(shí)間常數(shù)的過程，因?yàn)檫^程的穩(wěn)定裕度大，往往允許有很大的開環(huán)增益。對于具有積分環(huán)節(jié)的對象，使用比例控制器不會(huì)產(chǎn)生余差，而采用PI控制器卻會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性嚴(yán)重惡化，因此具有積分環(huán)節(jié)的對象特別適用于比例控制器。比例控制器多用于允許有余差存在的場合。例如液位控制系統(tǒng)，不必要嚴(yán)格控制，只要保證不出現(xiàn)滿溢或抽干。第42頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三2、比例積分控制器積分可以消除余差，當(dāng)比例控制產(chǎn)生的余差超過限定值時(shí)，可以使用比例積分控制器。流量或者快速壓力系統(tǒng)采用PI控制。因?yàn)椋@些系統(tǒng)的廣義對象時(shí)間常數(shù)比較接近，穩(wěn)定裕度小，因而所用的比例度大，開環(huán)靜態(tài)增益小，不用積分會(huì)產(chǎn)生很大余差。另外，由于滯后小，運(yùn)行周期短，積分時(shí)間可以取得很小。比例作用隨偏差的產(chǎn)生會(huì)瞬時(shí)變化，而積分作用總是有些滯后，所以有了積分作用并相應(yīng)地將比例作用調(diào)弱，還有利于減少高頻噪聲的影響。第43頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三3、比例積分微分控制器PI作用消除了余差，但降低了響應(yīng)速度。對于多容過程，它的響應(yīng)過程本身就很緩慢，加入PI控制器后，就變得更加緩慢。在這種情況下加入微分作用，用它來補(bǔ)償對象滯后，使系統(tǒng)穩(wěn)定性得到改善，從而允許使用高的增益，并提高響應(yīng)速度。但在具有高頻噪聲的場合，不宜使用微分，除非先對噪聲進(jìn)行濾波。第44頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三被控過程控制器類型溫度/成份PID流量/壓力/液位PI部分液位P對于某些具有較長時(shí)間常數(shù)的慢過程，建議引入微分作用。但若存在較大的測量噪聲，需要對測量信號(hào)進(jìn)行一階濾波或平均濾波第45頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三二、控制器正反作用的選擇

定義：當(dāng)被控變量的測量值增大時(shí)，控制器的輸出也增大，則該控制器為“正作用”；否則，當(dāng)測量值增大時(shí)，控制器輸出反而減少，則該控制器為“反作用”。通過設(shè)置控制器增益的正負(fù)來設(shè)定控制器的正反作用，控制器增益Kc>0時(shí)，隨著測量信號(hào)的增大，偏差信號(hào)逐漸減小，控制器的輸出也隨之減小，因此這是一個(gè)反作用的控制器。同理，當(dāng)Kc<0時(shí)控制器是正作用的。第46頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三問題：（1）正作用與反作用控制器的定義？（2）如何使控制回路成為“負(fù)反饋”系統(tǒng)?第47頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三選擇方法：（1）假設(shè)檢驗(yàn)法。先假設(shè)控制器的作用方向，再檢查控制回路能否成為“負(fù)反饋”系統(tǒng)。（2）回路判別法。先畫出控制系統(tǒng)的方塊圖，并確定回路廣義對象的作用方向，再確定控制器的正反作用。第48頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三例1考慮到控制系統(tǒng)在斷電斷氣情況下的安全性，蒸汽閥應(yīng)為氣開閥，因此u↑→RV↑假設(shè)控制器TC22為正作用（當(dāng)被控變量的測量值增大時(shí)，控制器的輸出也增大）。

如果T↑,則結(jié)論：為使控制回路成為“負(fù)反饋”系統(tǒng)，TC22須為反作用控制器。第49頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三控制器正反作用的判斷有無其它更簡單方法?第50頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三基于回路分析法控制器正反作用選擇步驟1：畫控制回路方塊圖，并標(biāo)注廣義對象的正反作用.步驟2：由廣義對象正反作用決定控制器正反作用以構(gòu)成負(fù)反饋回路.第51頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三步驟1：畫控制回路方塊圖，并標(biāo)注廣義對象的正反作用.(+)第52頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三步驟2：由廣義對象正反作用決定控制器正反作用以構(gòu)成負(fù)反饋回路.(+)TC22為反作用控制器第53頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三小結(jié)一、控制器的選型二、控制器正反作用的選擇

第54頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三謝謝！第55頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三第十二講

PID控制器參數(shù)整定第56頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三主要內(nèi)容一、經(jīng)驗(yàn)法二、臨界比例度法三、衰減振蕩法

四、響應(yīng)曲線法第57頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三一、經(jīng)驗(yàn)法

經(jīng)驗(yàn)法是按被控變量的性質(zhì)給出控制器參數(shù)的合適范圍。若將控制系統(tǒng)按液位、流量、溫度和壓力等參數(shù)來分，屬于同一類型的系統(tǒng)，它們的特性往往比較接近，控制器的形式和參數(shù)的整定可以相互參考。（1）流量系統(tǒng)。流量系統(tǒng)是典型的快過程，具有噪聲，可采用PI控制，并且比例度要大，積分時(shí)間可小。（2）液位系統(tǒng)。對只需要實(shí)現(xiàn)平均液位控制的地方，宜采用純比例，比例度要大。第58頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三（3）壓力系統(tǒng)。壓力環(huán)路的運(yùn)行有的很快，有的很慢。

圖a直接控制離開塔頂?shù)臍怏w量，過程非常迅速，它的性質(zhì)接近流量系統(tǒng)，所以可以仿照典型的流量系統(tǒng)來選擇控制器的形式和參數(shù)。

圖b是通過控制換熱器的冷劑量來影響壓力，熱交換的動(dòng)態(tài)滯后和流量滯后都會(huì)包含到壓力系統(tǒng)中，是一個(gè)由多容對象組成的慢過程，參數(shù)應(yīng)該參照典型的溫度系統(tǒng)來整定。第59頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三（4）溫度系統(tǒng)。對于間接加熱的溫度系統(tǒng)，因?yàn)榫哂袦y量變送滯后和熱傳遞滯后，所以顯得很緩慢，比例度設(shè)置范圍為20-60，具體還取決于溫度變送范圍和控制閥的尺寸。一般積分時(shí)間較大，微分時(shí)間約是積分時(shí)間的1/4。

第60頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三一般的經(jīng)驗(yàn)整定值見表注：這里給出的根據(jù)被控變量的類型來選擇控制器參數(shù)的做法，是針對具有與電信過程相近的特性而言。一般來講，工業(yè)生產(chǎn)上大多數(shù)系統(tǒng)只要用這種經(jīng)驗(yàn)法即能滿足要求。第61頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三二、臨界比例度法臨界比例度法是在閉環(huán)的情況下進(jìn)行的，首先將控制器的積分作用和微分作用全部切除，將比例增益Kc由小到大變化。對于每個(gè)Kc值作小幅度的設(shè)定值階躍變化，以獲得臨界情況下的等幅振蕩，如圖（臨界振蕩周期Pu，臨界比例增益Kcmax）。

第62頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三

獲得臨界振蕩周期Pu和控制器臨界比例增益Kcmax。按表中所列的經(jīng)驗(yàn)算式求取控制器的最佳參數(shù)（是按4:1衰減得到的）?？刂埔?guī)律KcTiTdP0.5KcmaxPI0.45Kcmax0.83PuPID0.6Kcmax0.5Pu0.12Pu第63頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三規(guī)律：（1）純比例控制時(shí)，Kc=0.5Kcmax，0.5的幅穩(wěn)定裕度是與4:1衰減基本對應(yīng)的。（2）比例積分控制器的Kc值要比純比例控制的Kc值小10%，加入積分控制作用會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性變差，為維持原有的穩(wěn)定性，必須將其值減小。（3）由于微分的相位超前作用能改善系統(tǒng)穩(wěn)定性，所以Kc值可以提高。PID控制的Kc值是純比例的1.2倍。（4）積分時(shí)間是微分時(shí)間的4倍?？刂埔?guī)律KcTiTdP0.5KcmaxPI0.45Kcmax0.83PuPID0.6Kcmax0.5Pu0.12Pu第64頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三采用臨界比例度法注意事項(xiàng)：（1）臨界比例度法應(yīng)用簡單方便，但有一定的限制。要求被控變量允許承受等幅振蕩的波動(dòng)，對象應(yīng)該為高階或具有純滯后，否則在比例作用下不會(huì)出現(xiàn)等幅振蕩。（2）在獲取等幅振蕩曲線時(shí)，不應(yīng)該使控制閥出現(xiàn)全開、全關(guān)的極端狀態(tài)，否則獲得的等幅振幅振蕩實(shí)際上是“極限循環(huán)”，該系統(tǒng)已經(jīng)是發(fā)散狀態(tài)了。（3）微分作用對系統(tǒng)的改進(jìn)不能算是很大的（Kc值僅擴(kuò)大為1.2倍）。對于具有幾個(gè)時(shí)間常數(shù)的過程，微分所起作用要更大些，所以Kc值可取得比表格上的大。第65頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三三、衰減振蕩法

在一些不允許或者不能得到等幅振蕩的情況下，可采用衰減振蕩法。以在純比例作用下得到的4:1衰減振蕩曲線為參數(shù)整定的依據(jù)，衰減振蕩的周期P比等幅振蕩的周期Pu大。積分時(shí)間和微分時(shí)間的設(shè)置與P有關(guān)，對PID控制有Ti=0.4P，Td=0.1P。在設(shè)置好積分時(shí)間和微分時(shí)間后，比例增益Kc的設(shè)置可經(jīng)過試驗(yàn)來決定，試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)是獲取4:1衰減振蕩曲線。第66頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三四、響應(yīng)曲線法

響應(yīng)曲線法是根據(jù)廣義對象的時(shí)間特性來整定參數(shù)，采用階躍響應(yīng)方法建立廣義對象的一階慣性加純滯后模型靜態(tài)增益umin,umax為控制信號(hào)的上下限；ymin，ymax為測量變送單元的量程上下限。第67頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三特點(diǎn)：適合于存在明顯純滯后的自衡對象，而且廣義對象的階躍響應(yīng)曲線可用“一階+純滯后”來近似。整定公式：第68頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三小結(jié)一、經(jīng)驗(yàn)法二、臨界比例度法三、衰減振蕩法

四、響應(yīng)曲線法第69頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三謝謝！第70頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三第十三講PID參數(shù)自整定第71頁，共85頁，2023年，2月20日，星期三主要內(nèi)容一、PID參數(shù)自整定的基本思想和原理二、Zirgler-Nichols方法確定PID參數(shù)第72