過程控制儀表第章.ppt

1、控制系統(tǒng)原理方框圖,控制系統(tǒng)工藝流程圖,6.2簡單控制系統(tǒng)設(shè)計 1. 過程控制系統(tǒng)方案設(shè)計的基本要求 生產(chǎn)過程對過程控制系統(tǒng)的要求可簡要歸納為安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性三個方面。 2. 過程控制系統(tǒng)設(shè)計的主要內(nèi)容 過程控制系統(tǒng)設(shè)計包括控制系統(tǒng)方案設(shè)計、工程設(shè)計、工程安裝和儀表調(diào)校、調(diào)節(jié)器參數(shù)整定等四個主要內(nèi)容。 其中控制方案設(shè)計是控制系統(tǒng)設(shè)計的核心。,3. 過程控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟 1）掌握生產(chǎn)工藝對控制系統(tǒng)的技術(shù)要求 2）建立被控過程的數(shù)學模型 3）確定控制方案 包括控制方式和系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)的確定，是過程控制系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵步驟。 4）控制設(shè)備選型 5）實驗（或仿真）驗證,6.2.2被控參數(shù)與控制變量

2、的選擇 6.2.2.1被控參數(shù)的選擇,被控變量生產(chǎn)過程中希望借助自動控制保持恒定值（或按一定規(guī)律變化）的變量。 合理選擇被控變量，關(guān)系到生產(chǎn)工藝能否達到穩(wěn)定操作、保證質(zhì)量、保證安全等目的。,被控變量的選擇依據(jù)： 1、根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，找出影響生產(chǎn)的關(guān)鍵變量作為被控變量,例1 儲槽液位控制系統(tǒng) 工藝要求儲槽液位穩(wěn)定。那么設(shè)計的控制系統(tǒng)就應(yīng)以儲槽液位為被控變量。,例2 換熱器出口溫度控制系統(tǒng) 工藝要求出口溫度為定值。那么設(shè)計的控制系統(tǒng)就應(yīng)以出口溫度為被控變量。,2、當不能用直接工藝參數(shù)作為被控變量時，應(yīng)選擇與直接工藝參數(shù)有單值函數(shù)關(guān)系的間接工藝參數(shù)作為被控變量。,例3 化工的精餾物純度控制系統(tǒng)

3、精餾工藝是利用被分離物中各組分的揮發(fā)溫度不同，將各組分分離。 如圖將苯甲苯混合液進行分離。,該精餾塔的工藝要求是要使塔頂（或塔底）餾出物達到規(guī)定的純度。按照被控變量的選擇原則1，塔頂（或塔底）餾出物的組分應(yīng)作為被控變量。 但是，沒有合適的儀表在線檢測餾出物的純度，則不能直接作為被控變量。,只好在與餾出物的純度有單值關(guān)系的工藝參數(shù)中，找出合適的變量作為被控變量，進行間接參數(shù)控制。 經(jīng)工藝分析發(fā)現(xiàn)，塔內(nèi)壓力和塔內(nèi)溫度都對餾出物純度有影響。需要對二者進行比較試驗，選出一個合適的變量。,間接控制參數(shù)的確定 經(jīng)試驗得出，塔頂餾出物苯的濃度分別與壓力和溫度有單值對應(yīng)關(guān)系。（塔底餾出物甲苯也一樣）從工藝合理

4、性考慮，選擇溫度作為被控變量。,3、被控變量必須有足夠大的靈敏度 被控變量必須靈敏，容易被測量。 4、選擇被控變量時，必須考慮工藝合理性 上例中，選擇塔內(nèi)溫度作被控變量，就是考慮了工藝上，塔內(nèi)溫度是最佳分離效率控制系統(tǒng)的被控變量。 上例中，若塔頂、塔底的產(chǎn)品純度都分別設(shè)置溫控系統(tǒng)，會相互干擾，存在關(guān)聯(lián)。因此，若采用簡單控制系統(tǒng)，只能設(shè)置一個溫控系統(tǒng)，保證塔頂或塔底一端的產(chǎn)品質(zhì)量。,6.2.2.2控制變量選擇 把用來克服干擾對被控變量的影響，實現(xiàn)控制作用的變量稱為控制變量或操縱變量。最常見的操縱變量是介質(zhì)的流量，也有以轉(zhuǎn)速、電壓等作為操縱變量的。,控制變量的確定 被控變量選定以后，應(yīng)對工藝進行分

5、析，找出所有影響被控變量的因素。在這些變量中，有些是可控的，有些是不可控的。 在諸多影響被控變量的因素中選擇一個對被控變量影響顯著且便于控制的變量，作為控制變量； 其它未被選中的因素則視為系統(tǒng)的干擾。,對象特性對控制品質(zhì)影響的分析： 1過程（通道）靜態(tài)特性對控制品質(zhì)的影響 如圖所示為單回路控制系統(tǒng)的等效框圖。,Gc(s) 控制器的傳遞函數(shù)； Go(s) 廣義控制通道（包括執(zhí)行器和變送器）的傳遞函數(shù)； Gf(s) 擾動通道的傳遞函數(shù)。,被控參數(shù)y(t)受到設(shè)定信號x(t)和干擾信號f(t)的共同影響：,干擾通道,控制通道,代入系統(tǒng)偏差公式中：,將,可見，控制通道偏差和干擾通道偏差的傳函分母是一樣

6、的。將Gc(s)、 Go(s)代入：,K0越大，控制作用越強，穩(wěn)態(tài)誤差越??； K0越大，被調(diào)參數(shù)對控制作用的反應(yīng)越靈敏，系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性越低。 Kf越大，干擾作用越強，穩(wěn)態(tài)誤差越大。 故應(yīng)選放大系數(shù)大的變量作為控制變量。,2過程（通道）動態(tài)特性對控制品質(zhì)的影響 1）干擾通道動態(tài)特性對控制品質(zhì)的影響,干擾通道的慣性因子（Tf s+1）使干擾作用的影響緩慢。 Tf 越大，干擾對被控變量的影響越緩慢，越有利于控制。 干擾進入系統(tǒng)的位置離被控變量檢測點越遠，則Tf 越大，控制時最大偏差越小。,例：某控制系統(tǒng)中，干擾f1、f2、f3分別在三個位置進入系統(tǒng)。干擾離被控變量檢測點越遠，則干擾通道的時間常數(shù)越

7、大，對被控變量的影響越慢。,f1(t)通道慣性小，受干擾后被調(diào)參數(shù)變化速度快；當控制作用見效時，被調(diào)參數(shù)已經(jīng)變化較大造成動態(tài)偏差較大。 所以擾動進入系統(tǒng)的位置離被控參數(shù)檢測點越遠，干擾對被控參數(shù)影響越小。,因為， f 使干擾對被控變量的影響推遲了f 時間，則控制作用也推遲f 時間 ，整個過渡過程曲線也推遲時間f ，但控制品質(zhì)未變。,干擾通道純滯后f不影響控制質(zhì)量。,2）控制通道動態(tài)特性對控制品質(zhì)的影響,t,控制通道G01的時間常數(shù)T01增大，使控制速度變慢，最大偏差增大。 G02是控制、干擾共用通道，T02不影響最大偏差,控制通道G01的純滯后 ，使控制作用滯后01到達，造成控制偏差增大。 G

8、02是控制、干擾共用通道， 干擾作用滯后02產(chǎn)生，但控制作用再滯后02到達，同樣造成控制偏差增大。,因此，控制通道時間常數(shù)T0 小一些好。表明控制變量對被控變量的影響迅速，有利于控制。 控制通道純滯后0越小越好。 0會使控制時間延長、最大偏差增大。 控制變量的選擇原則： 1、控制通道應(yīng)當放大系數(shù)大、時間常數(shù)小、純滯后越小越好。 2、控制變量應(yīng)是工藝上允許控制的變量，并且要考慮工藝的合理性與生產(chǎn)的經(jīng)濟性。,例1中，影響儲槽液位的主要因素有：液體流入量和流出量。這兩個變量影響力相當，顯然，液體流出量可控。故選液體流出量作為控制變量。,Qi,Qo,例2中，影響出口溫度的主要因素有：載熱介質(zhì)溫度、載熱

9、介質(zhì)流量、冷物料溫度、冷物料流量等。顯然，載熱介質(zhì)流量影響力最大且可控。故選載熱介質(zhì)流量作為控制變量。,Qr,Qi,Ti,Tr,例3中，若選擇提餾段某塊塔板（靈敏板）的溫度作為被控變量。那么，影響靈敏板溫度T靈的因素主要有：,進料的流量（Q入）、 進料的成分（ x入）、 進料的溫度（T入）， 回流的流量（Q回）、 回流的溫度（T回）， 加熱蒸汽流量（Q蒸）、冷凝器冷卻溫度等。,這些影響因素分為可控的和不可控的兩大類： 回流量和蒸汽流量為可控因素 其它基本為不可控因素,1、蒸汽流量對提餾段溫度影響比回流量對提餾段溫度影響更迅速、更顯著。 2、從節(jié)能角度來講，控制蒸汽流量比控制回流量消耗的能量要小

10、。,在兩個可控因素中，選蒸汽流量為操縱變量。 因為：,6.2.3檢測環(huán)節(jié)、執(zhí)行器及調(diào)節(jié)器正負作用選擇 6.2.3.1傳感器、變送器選擇,1按照生產(chǎn)過程的工藝要求，首先確定傳感器與變送器合適的測量范圍（量程）與精度等級。 2測量儀表反應(yīng)慢，會造成測量失真。應(yīng)盡可能選擇時間常數(shù)小的傳感器、變送器。,3合理選擇檢測點，避免測量造成對象純滯后0,4測量信號的處理 測量信號的校正與補償、測量噪聲的抑制、測量信號的線性化處理。,6.2.3.2執(zhí)行器的選擇 1調(diào)節(jié)閥工作區(qū)間的選擇 正常工況下，調(diào)節(jié)閥的開度應(yīng)在15%85%區(qū)間。據(jù)此原則計算、確定控制閥的口徑尺寸。 2調(diào)節(jié)閥的流量特性選擇 按補償對象特性的原則

11、選取。 3調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)作用方式選擇 按控制信號中斷時，保證生產(chǎn)設(shè)備安全的原則確定。,6.2.3.3調(diào)節(jié)器正反作用的選擇 負反饋控制系統(tǒng)的控制作用對被控變量的影響應(yīng)與干擾作用對被控變量的影響相反，才能使被控變量值回復(fù)到給定值。為了保證負反饋，必須正確選擇調(diào)節(jié)器的正反作用。,為了說明選擇方法，先定義作用方向： 當某個環(huán)節(jié)的輸入增加時，其輸出也增加，稱該環(huán)節(jié)為“正作用”；反之，稱為“反作用” 。 按此定義： 變送器都是正作用 氣開閥是正作用，氣關(guān)閥是反作用 被控對象有的正作用，有的反作用 控制器作用方向以測量輸入與輸出的關(guān)系定義：,正作用：測量值給定值 反作用：給定值測量值,控制系統(tǒng)中，各個環(huán)

12、節(jié)的作用方向組合不當?shù)脑?，會使系統(tǒng)構(gòu)成正反饋，不但不能起控制作用，反而會破壞生產(chǎn)過程的穩(wěn)定。,因為執(zhí)行器和對象有正、反作用，為了保證控制系統(tǒng)負反饋，調(diào)節(jié)器必須有正、反作用之調(diào)整。,調(diào)節(jié)器正反作用的確定原則：保證系統(tǒng)構(gòu)成負反饋 簡單的判定方法：閉合回路中有奇數(shù)個反作用環(huán)節(jié)。,例1：加熱爐出口溫度控制系統(tǒng),負反饋驗證： 設(shè)某時刻燃料壓力燃料流量爐溫出料溫度 TC輸入 TC輸出閥關(guān)小爐溫出料溫度,例2：儲槽液位控制系統(tǒng),負反饋驗證： 設(shè)某時刻進料量液位LC輸入 LC輸出閥開大出料量液位,6.3調(diào)節(jié)規(guī)律對控制品質(zhì)的影響與調(diào)節(jié)規(guī)律選擇 確定調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案時，要根據(jù)對象的特性和工藝要求，選擇合適的調(diào)節(jié)規(guī)律

13、，使組成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)滿足預(yù)期的品質(zhì)指標。 調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律，即它的輸出量與輸入量（偏差值）之間的函數(shù)關(guān)系。,P = f ( e ),調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)偏差，按規(guī)定的調(diào)節(jié)規(guī)律產(chǎn)生輸出信號，推動執(zhí)行機構(gòu)，對生產(chǎn)過程進行調(diào)節(jié)。,6.3.1調(diào)節(jié)規(guī)律對控制品質(zhì)影響的分析 要正確地選擇調(diào)節(jié)規(guī)律，首先必須理解各種調(diào)節(jié)規(guī)律對控制品質(zhì)的影響。 最簡單的調(diào)節(jié)規(guī)律是位式調(diào)節(jié)規(guī)律。 根據(jù)偏差 e 的正、負，調(diào)節(jié)器輸出只有兩個位置：0或100%。,位式調(diào)節(jié)下，被控參數(shù)不能穩(wěn)定在給定值上。要獲得平穩(wěn)的高精度的調(diào)節(jié)，必須采用連續(xù)調(diào)節(jié)規(guī)律。,要使控制過程平穩(wěn)準確，必須使用輸出值能連續(xù)變化的調(diào)節(jié)器，采用比例，微分、積分等算法進行

14、調(diào)節(jié)。 6.3.1.1比例（P）調(diào)節(jié)對系統(tǒng)控制品質(zhì)的影響 比例調(diào)節(jié)器輸出變化u (t) 隨輸入偏差e (t)成比例關(guān)系：,P比例度。,例 自力式水位比例控制系統(tǒng) 浮球為水位傳感器，杠桿為控制器，活塞閥為執(zhí)行器。如果某時刻Q2加大，造成水位下降，則浮球帶動活塞提高，使Q1加大阻止水位下降。 杠桿a、b之比例關(guān)系，決定調(diào)節(jié)作用強弱。,如果e = 0，則活塞無法提高，Q1無法加大，調(diào)節(jié)無法進行。,u,比例帶的物理意義： 比例帶P是放大倍數(shù)KC的倒數(shù)，其大小決定比例控制作用的強弱。 P越小，控制作用越強、系統(tǒng)調(diào)節(jié)越快、系統(tǒng)穩(wěn)定性越小。 P越小，控制余差越小。,比例帶P對控制過程的影響,P越小，控制過程

15、曲線越振蕩，周期縮短。,P越大，控制過程曲線越平穩(wěn)，但控制過程時間越長，余差也越大。,出現(xiàn)等幅振蕩，這時的比例度稱為臨界比例度Pmin ，振蕩頻率稱為臨界振蕩頻率M,系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能指標（又稱可控性指標） 調(diào)節(jié)過程的概貌主要由四個品質(zhì)指標來衡量： 衰減率：反映系統(tǒng)的穩(wěn)定性 振蕩頻率：反映調(diào)節(jié)速度 余差：反映穩(wěn)態(tài)精度 最大動態(tài)偏差：反映動態(tài)精度 上述指標的提高是有限度的，受制于控制系統(tǒng)的臨界比例度Pmin 和臨界振蕩頻率M 而被控對象的特性決定了控制系統(tǒng)Pmin 和M 的大小。,臨界比例度Pmin的倒數(shù)是臨界放大倍數(shù)Kmax Kmax與M的乘積KmaxM在一定程度上代表了被控過程的控制性能。Kmax

16、M越大，意味著： 控制器放大系數(shù)Kc的可選上限越大（P的下限越?。?，則系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差越小。 控制系統(tǒng)可選的工作頻率c越大，則過渡過程越快。 因此，KmaxM作為調(diào)節(jié)性能指標，越大表明系統(tǒng)的控制性能越好。 可用于工程上的簡便判斷。,比例控制的特點 控制及時、適當。只要有偏差，輸出立刻成比例地變化，偏差越大，輸出的控制作用越強。,控制結(jié)果存在余差。如果被調(diào)量偏差為零，調(diào)節(jié)器的輸出也就為零 u = e/P 即調(diào)節(jié)作用是以偏差存在為前提條件，不可能做到無靜差調(diào)節(jié)。,6.3.1.2積分（I）調(diào)節(jié)與比例積分（PI）調(diào)節(jié)對系統(tǒng)控制質(zhì)量的影響 1 積分控制（I） 輸出變化量p與輸入偏差e的積分成正比,當輸入偏差

17、e是幅值為e 的階躍時：,TI 積分時間,2 比例積分控制（PI） 將比例與積分組合起來，這樣既控制及時，又能消除余差，可以用于控制精度要求高的場合。,若偏差是幅值為e 的階躍干擾,積分時間的物理意義：,若偏差是幅值為e的階躍:,當 t = TI 時:,積分時間TI對控制過程的影響,TI越大，積分作用越弱， TI = ，積分作用為零。TI減小，積分作用增強，系統(tǒng)振蕩加劇，穩(wěn)定性下降。因此，加積分后，比例帶要適當加大。 如果T1適當，系統(tǒng)能很快消除余差。,積分時間TI 對過渡過程的影響,積分控制可以消除余差。,積分控制的特點,有偏差時，積分輸出隨時間增大（或減小）；當偏差消失時，輸出保持在某一值

18、上。,積分輸出信號是隨時間逐漸增強的，控制作用緩慢，故一般積分作用不單獨使用。,6.3.1.3比例微分（PD）調(diào)節(jié)對系統(tǒng)控制品質(zhì)的影響 對于慣性較大的對象，常常希望能加快控制速度，此時可增加微分作用。,式中：TD 微分時間, 偏差變化速度,理想微分,1 微分控制（D）,微分控制能在偏差出現(xiàn)或變化的瞬間，立即根據(jù)變化的趨勢，產(chǎn)生強烈的調(diào)節(jié)作用，使偏差盡快地消除于萌芽狀態(tài)之中。,當偏差存在，但不變化時，微分輸出為零，對靜態(tài)偏差毫無抑制能力。因此不能單獨使用，總要和比例或比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合起來，組成PD調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。,微分控制的特點,2 比例微分控制（PD） 理想的比例微分控制,理想的微分

19、作用持續(xù)時間太短，執(zhí)行器來不及響應(yīng)。一般使用實際的比例微分作用。,微分時間的物理意義,若偏差是系數(shù)為a的斜坡信號:,當 t = TD 時:,微分時間TD對控制過程的影響,TD較小，控制速度稍有加快,TD=0，純比例控制過程,TD太大，出現(xiàn)等幅振蕩,TD合適，控制速度明顯加快,微分時間TD 對過渡過程的影響,微分控制的優(yōu)點：能加快系統(tǒng)的控制速度。 缺點：偏差存在但不變化時，無控制作用。,將比例、積分、微分三種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合在一起，只要三項作用的強度配合適當，既能快速調(diào)節(jié)，又能消除余差，可得到滿意的控制效果。,u,在PID調(diào)節(jié)中，比例作用是基礎(chǔ)；微分作用可以加快系統(tǒng)控制速度，減小超調(diào)；積分作用可以消

20、除靜差。但不是任何對象都是用PID 控制最好。,對某一對象，用不同控制規(guī)律時階躍干擾過程比較,6.3.1.4 （PID）調(diào)節(jié)對系統(tǒng)控制品質(zhì)的影響,6.3.2調(diào)節(jié)規(guī)律的選擇,1、比例控制（P） 適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝上沒有提出無差要求的系統(tǒng)， 2、比例積分控制（PI） 適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、工藝參數(shù)不允許有余差的系統(tǒng)。 3、比例微分控制（PD） 適用于控制通道滯后較大的系統(tǒng)。例如加熱較慢的溫度控制系統(tǒng)。,4、比例積分微分控制（PID） 適用于容量滯后較大、負荷變化大、控制質(zhì)量要求較高的系統(tǒng)，應(yīng)用最普遍的是溫度控制系統(tǒng)與成分控制系統(tǒng)。,也可根據(jù)0/T0來選擇調(diào)節(jié)

21、器的調(diào)節(jié)規(guī)律： 0/T00.2，用P或PI 0.20/T00.1，用PD或PID 0/T00.1，用簡單控制系統(tǒng)效果不好。,6.4調(diào)節(jié)器參數(shù)的工程整定方法 在控制系統(tǒng)設(shè)計或安裝完畢后，被控對象、測量變送器和執(zhí)行器這三部分的特性就完全確定了，不能任意改變。只能通過控制器參數(shù)的工程整定，來調(diào)整控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制質(zhì)量。 控制器參數(shù)的整定，就是按照已定的控制方案，求取使控制質(zhì)量最好的控制器參數(shù)值。具體來說，就是確定最合適的控制器比例度P、積分時間TI，和微分時間TD。,控制器參數(shù)整定的方法很多，主要有兩大類，一類是理論計算的方法，另一類是工程整定法。 理論計算的方法是根據(jù)已知的各環(huán)節(jié)特性及控制質(zhì)量

22、的要求，通過理論計算出控制器的最佳參數(shù)。這種方法由于比較繁瑣、工作量大，計算結(jié)果有時與實際情況不甚符合，故在工程實踐中長期沒有得到推廣和應(yīng)用。 工程整定法是在已經(jīng)投運的實際控制系統(tǒng)中，通過試驗或探索，來確定控制器的最佳參數(shù)。這種方法是工藝技術(shù)人員在現(xiàn)場經(jīng)常使用的。,6.4.1穩(wěn)定邊界法（臨界比例度法） 屬于閉環(huán)整定方法，根據(jù)純比例控制系統(tǒng)臨界振蕩試驗所得數(shù)據(jù)（臨界比例度Pm和振蕩周期Tm），按經(jīng)驗公式求出調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)。 （1） 置調(diào)節(jié)器Ti ， Td=0，比例度P 較大值，將系統(tǒng)投入運行。,（2） 逐漸減小P ，加干擾觀察，直到出現(xiàn)等幅減振蕩為止。記錄此時的臨界值Pm和Tm。,經(jīng)驗公式雖然

23、是在實驗基礎(chǔ)上歸納出來的，但它有一定的理論依據(jù)。就以表中PI調(diào)節(jié)器整定數(shù)值為例，可以看出PI調(diào)節(jié)器的比例度較純比例調(diào)節(jié)時增大，這是因為積分作用產(chǎn)生一滯后相位，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定度的緣故。,根據(jù)Pm和Tm，按經(jīng)驗公式計算出控制器的參數(shù)整定值。,穩(wěn)定邊界方法在下面兩種情況下不宜采用： 臨界比例度過小時，調(diào)節(jié)閥容易游移于全開或全關(guān)位置，對生產(chǎn)工藝不利或不容許。例如，一個用燃料油加熱的爐子，如果閥門發(fā)生全關(guān)狀態(tài)就要熄火。 工藝上的約束條件嚴格時，等幅振蕩將影響生產(chǎn)的安全。 6.4.2衰減曲線法 也屬于閉環(huán)整定方法，但不需要尋找等幅振蕩狀態(tài)，只需尋找最佳衰減振蕩狀態(tài)即可。,方法： （1）把調(diào)節(jié)器設(shè)成比例作

24、用（Ti=，Td=0），置于較大比例度，投入自動運行。 （2）在穩(wěn)定狀態(tài)下，階躍改變給定值（通常以5%左右為宜），觀察調(diào)節(jié)過程曲線。 （3）適當改變比例度，重復(fù)上述實驗，到出現(xiàn)滿意的衰減曲線為止。,記下此時的比例度Ps及周期Ts。 n=10:1時，記Ps及Ts,（4）按表6-2（n=4:1）或按表6-3（n=10:1）求得各種調(diào)節(jié)規(guī)律時的整定參數(shù)。,表6.2 衰減比為4:1時， 整定參數(shù)計算表,表6.3 衰減比為10:1時， 整定參數(shù)計算表,6.4.3響應(yīng)曲線法 屬于開環(huán)整定方法。以被控對象控制通道的階躍響應(yīng)為依據(jù)，通過經(jīng)驗公式求取調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)整定值。 方法：不加控制作用，作控制通道特性曲

25、線。,根據(jù)實驗所得響應(yīng)曲線，找出廣義對象的特性參數(shù)K0、T0、0，用表6-4的經(jīng)驗公式求整定參數(shù)。,此方法在不加控制作用的狀態(tài)下進行，對于不允許工藝失控的生產(chǎn)過程，不能使用。,6.4.4 經(jīng)驗法 憑經(jīng)驗湊試。 其關(guān)鍵是“看曲線，調(diào)參數(shù)”。 在閉環(huán)的控制系統(tǒng)中，憑經(jīng)驗先將控制器參數(shù)放在一個數(shù)值上，通過改變給定值施加干擾，在記錄儀上觀察過渡過程曲線，根據(jù)P、 TI 、 TD對過渡過程的影響為指導，對比例度P 、積分時間TI和微分時間TD逐個整定，直到獲得滿意的曲線為止。,經(jīng)驗法的方法簡單，但必須清楚控制器參數(shù)變化對過渡過程曲線的影響關(guān)系。在缺乏實際經(jīng)驗或過渡過程本身較慢時，往往較為費時。,控制器參

26、數(shù)對控制過程的影響：,6.4.5 幾種整定方法的比較,注意： 同一個系統(tǒng)，最佳整定參數(shù)可能不是唯一的。不同的PID參數(shù)組合，有時會得到極為相近的控制結(jié)果。 例如某初餾塔塔頂溫度控制系統(tǒng)，控制器采用以下兩組參數(shù)時： P 15 TI 7.5min P 35 TI 3 min 系統(tǒng)都得到10:1的衰減曲線，超調(diào)量和過渡時間基本相同。,6.5 簡單控制系統(tǒng)設(shè)計實例 如圖是奶粉生產(chǎn)工藝中的噴霧式干燥設(shè)備。此工藝要求保證奶粉含水量在2%2.5%。 6.5.1 生產(chǎn)過程概述,已濃縮的奶液從儲槽流下，經(jīng)過濾后從干燥器頂部噴出。干燥空氣被加熱后經(jīng)風管吹入干燥器。滴狀奶液在熱風中干燥成奶粉，并被氣流帶出干燥器。,6.5.2 控