控制回路的诊断 与PID参数的整定 戴连奎 浙江大学智能系统与决策研究所 2000/11/16
控制回路的诊断 与PID参数的整定 戴连奎 浙江大学智能系统与决策研究所 2000/11/16
基本调节回路的诊断 将控制器置于“手动”方式,人为改变控制器 的输出信号(遥控),检测现场调节阀阀杆是 否上下移动; 如果阀杆上下移动自如,检査相关流量/压力等 测量信号是否随之变化。若变化很小,则检查 测量信号是否正常,或者调节阀上游阀和下游 阀是否全开,或者旁路阀是否关闭 如果调节阀灵活,而且相关被控信号可随之变 化。则可进入单回路PID控制器的参数整定
基本调节回路的诊断 将控制器置于“手动”方式，人为改变控制器 的输出信号（遥控），检测现场调节阀阀杆是 否上下移动； 如果阀杆上下移动自如，检查相关流量/压力等 测量信号是否随之变化。若变化很小，则检查 测量信号是否正常，或者调节阀上游阀和下游 阀是否全开，或者旁路阀是否关闭； 如果调节阀灵活，而且相关被控信号可随之变 化。则可进入单回路PID控制器的参数整定
常见的现场执行机构 上游阀调节阀下游阀 旁路阀
常见的现场执行机构 上游阀 调节阀 下游阀 旁路阀
控制器输出响应测试 ↑u(k) (1)手动改变控制 器的输出信号v(k), 观察被控变量y(k)的 变化过程。 yh) (2)由阶跃响应曲 yo 线得到对象基本特 征参数
控制器输出响应测试 t t 0 u(k) y(k) y0 y1 u0 u1 T0 T1 （1）手动改变控制 器的输出信号u(k)， 观察被控变量y(k)的 变化过程。 （2）由阶跃响应曲 线得到对象基本特 征参数
对象特征参数的获得 K以(稳态增益) VI-Vo min ax min 其中unax、lmin与yma、ymin为输入输出的量程上下限; 若已归一化,则max-unm=1,ymax-ymn=1。 T(开环过渡过程时间
对象特征参数的获得 − − − − = max min 1 0 max min 1 0 u u u u y y y y Kp Ts = T1 −T0 • Kp(稳态增益)： • Ts (开环过渡过程时间)： 其中umax、umin与 ymax、ymin为输入输出的量程上下限； 若巳归一化，则 umax－ umin =1, ymax－ ymin =1
PID参数的整定原贝 口PID参数初始值的选择: KC=1/K:;G=T/2;T=0 将上述PID控制器投入“Auto2(自动) 方式,并适当改变控制回路的设定值, 观察控制系统跟踪性能。若响应过慢, 而且无超调存在,则适当加大K值, 例如增大到原来的两倍;反之,则减 小Kc值
PID参数的整定原则 PID参数初始值的选择： Kc = 1/Kp；Ti = Ts /2； Td = 0 将上述PID控制器投入“Auto” （自动） 方式，并适当改变控制回路的设定值， 观察控制系统跟踪性能。若响应过慢， 而且无超调存在，则适当加大KC值， 例如增大到原来的两倍；反之，则减 小KC值
串级系统的PID参数整定 y (k) y,(h) PIDI PID2 对象2 对象17( 口按照上述原则整定好PID2;为提高系统的稳 定性,内回路以无明显超调为宜。 以内回路的设定值p作为操作变量u(k),以 外回路输出y(k)为被控变量,进行响应试验 由此获得广义对象的特征参数K与 日再按上述原则以确定PID1的参数
串级系统的PID参数整定 PID2 对象2 对象1 y u(k) sp2 PID1 ysp1 y2 (k) y1 (k) 按照上述原则整定好PID2；为提高系统的稳 定性，内回路以无明显超调为宜。 以内回路的设定值ysp2作为操作变量u(k)，以 外回路输出y1(k)为被控变量，进行响应试验。 由此获得广义对象的特征参数Kp与Ts。 再按上述原则以确定PID1的参数