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总貌
PID控制概述
P比例调节
I积分调节
D
什么样的PID参数为最佳
CS3000系统PID参数整定方法
FOXBRO系统PID参数整定方法
总结
PID参数调节原理和整定方法CS3000
PID控制概述
什么是PID控制?
它是比例、积分和微分控制的简称:Proportional-Integral-DifferentialController
反馈控制
-根据偏差进行的控制
PID调节器
阀门
被控对象
测量变送器
设定值
偏差
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P比例调节
P:比例调节
在P调节中,调节器的输出信号u与偏差信号e成比例,即
u=Kce(kc称为比例增益)
但在实际控制中****惯用增益的倒数表示δ=1/kc(δ称为比例带)
不同的DCS使用不同的参数作为P的调节参数,以CS3000为例,选用δ比例带为调节参数,单位%。可以理解为:
若测量仪表的量程为100℃则δ=50%就表示被调量需要变化50℃才能使调节阀从全关到全开。δ值越大,作用越弱,δ值越小,作用越强。
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P比例调节
(a)δ越大
调节阀的动作幅度小,变化平稳,甚至无超调,但余差大,调节时间长。
(b)δ减小
调节阀动作幅度加大,被调量来回波动,余差减小。
(c)δ进一步减小
被调量波动加剧
(d)δ为临界
被调量等幅振荡波动
(e)δ小于临界
被调量法散振荡
PID参数调节原理和整定方法CS3000
P比例调节
P比例调节特点
比例调节反应速度快,输出与输入同步,没有时间滞后,其动态特性好。
比例调节的结果不能使被调参数完全回到给定值,而产生余差。
P的一般选取范围
压力调节:30~70%
流量调节:60~300%
液位调节:40~100%
温度调节:40~80%
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I积分调节
I:积分调节
一般用于控制系统的准确性,消除余差。
对于同一偏差信号,积分常数越大,表示积分调节作用越强;积分常数就表示了积分作用的大小。
积分常数的倒数叫积分时间,用TI表示。
不同的DCS使用不同的参数作为I的调节参数,以CS3000为例,选用积分时间为调节参数,单位:s。可以理解为:值越大,作用越弱。一般不单独使用纯积分调节器
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I积分调节
只要偏差不为零,控制输出就不为零,它就要动作到把被调量的静差完全消除为止,积分调节的特性就是无差调节。
积分速度大,调节阀的速度加快,但系统的稳定性降低,当积分速度大到超过某一临界值时,整个系统变为不稳定。
PID参数调节原理和整定方法CS3000
I积分调节
积分速度对调节过程的影响
增大积分速度
调节阀的速度加快,但系统稳定性降低
当积分速度达到并超过临界值时,整个 系统变为不稳定,发散震荡过程。
减小积分速度
调节阀的速度减慢,系统稳定性增加, 但调节速度变慢
无论增大还是减小积分速度,被调量最 后都没有余差。
PID参数调节原理和整定方法CS3000
I积分调节
比例调节和积分调节的比较:
积分调节可以消除静差。但对比例调节来说,当被调参数突然出现较大的偏差时,调节器能立即按比例地把调节阀的开度开得很大,但积分调节器就做不到这一点,它需要一定的时间才能将调节阀的开度开大或减小,因此,积分调节会使调节过程非常缓慢。总之,比例调节能及时进行调节,积分调节可以消除静差。
但它的输出有段积累过程,过渡过程进行的十分缓慢,如果系统干扰作用频繁,更显得十分乏力,单独的积分调节系统较罕见,它作为一种辅助调节规律与比例调节一起组成比例积分调节规律。
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