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過程控制課程設計流量調節閥單回路pid控制論文(編輯修改稿)

2026-07-16 13:21 本頁面

　

【文章內容簡介】 rr (1) （其中：yP=KPΔ、Δ=SPPV，取0100%）KP=1/（FSP）也可以理解成，當誤差達到量程乘以P(%)時，比例作用的輸出達100%。例：對于量程為01300℃的溫控系統，當P設置為10%時，FS乘以P等于130℃，說明當誤差達到130℃時，比例作用的輸出等于100%，誤差每變化1℃，%，若需加大比例作用的調節能力，則需把P參數設置小些，或把量程設置小些。具體多少可依據上述方法進行定量計算。P=輸出全開值/FS100% P參數越小比例作用越強，動態響應越快，消除誤差的能力越強。但實際系統是有慣性的，控制輸出變化后，實際PV值變化還需等待一段時間才會緩慢變化。由于實際系統是有慣性的，比例作用不宜太強，比例作用太強會引起系統振蕩不穩定。P參數的大小應在以上定量計算的基礎上根據系統響應情況，現場調試決定，通常將P參數由大向小調，以能達到最快響應又無超調(或無大的超調)為最佳參數。I參數設置名稱：積分時間，單位為秒。積分作用定義：對某一恒定的誤差進行積分，令其積分“I”秒后，其積分輸出應與比例作用等同，這I就定義為積分時間。即：Ki∫ Errdt = Ki I Err = Kp Err (2 )Ki = Kp /I (3 ) yi = Ki ∫ Err (t)dt (4 ) 為什么要引進積分作用呢？前面已經分析過，比例作用的輸出與誤差的大小成正比，誤差越大，輸出越大，誤差越小，輸出越小，誤差為零，輸出為零。由于沒有誤差時輸出為零，因此比例調節不可能完全消除誤差，不可能使被控的PV值達到給定值。必須存在一個穩定的誤差，以維持一個穩定的輸出，才能使系統的PV值保持穩定。這就是通常所說的比例作用是有差調節，是有靜差的，加強比例作用只能減少靜差，不能消除靜差(靜差：即靜態誤差，也稱穩態誤差)。為了消除靜差必須引入積分作用，積分作用可以消除靜差，以使被控的PV值最后與給定值一致。引進積分作用的目的也就是為了消除靜差，使PV值達到給定值，并保持一致。積分作用消除靜差的原理是，只要有誤差存在，就對誤差進行積分，使輸出繼續增大或減小，一直到誤差為零，積分停止，輸出不再變化，系統的PV值保持穩定，PV值等于SP值，達到無差調節的效果。但由于實際系統是有慣性的，輸出變化后，PV值不會馬上變化，須等待一段時間才緩慢變化，因此積分的快慢必須與實際系統的慣性相匹配，慣性大、積分作用就應該弱，積分時間I就應該大些，反之而然。如果積分作用太強，積分輸出變化過快，就會引起積分過頭的現象，產生積分超調和振蕩。通常I參數也是由大往小調，即積分作用由小往大調，觀察系統響應以能達到快速消除誤差，達到給定值，又不引起振蕩為準。D參數設置名稱：微分時間，單位為秒定義：D是指微分作用的持續時間，是指從微分作用產生時刻起到微分作用衰減到零(接近零)所花的時間。如下圖所示。為什么要引進微分作用呢？前面已經分析過，不論比例調節作用，還是積分調節作用都是建立在產生誤差后才進行調節以消除誤差，都是事后調節，因此這種調節對穩態來說是無差的，對動態來說肯定是有差的，因為對于負載變化或給定值變化所產生的擾動，必須等待產生誤差以后，然后再來慢慢調節予以消除。但一般的控制系統，不僅對穩定控制有要求，而且對動態指標也有要求，通常都要求負載變化或給定調整等引起擾動后，恢復到穩態的速度要快，因此光有比例和積分調節作用還不能完全滿足要求，必須引入微分作用。比例作用和積分作用是事后調節(即發生誤差后才進行調節)，而微分作用則是事前預防控制，即一發現PV有變大或變小的趨勢，馬上就輸出一個阻止其變化的控制信號，以防止出現過沖或超調等。 D越大，微分作用越強，D越小，微分作用越弱。系統調試時通常把D從小往大調，具體參數由試驗決定。如：由于給定值調整或負載擾動引起PV變化，比例作用和微分作用一定等到PV值變化后才進行調節，并且誤差小時，產生的比例和積分調節作用也小，糾正誤差的能力也小，誤差大時，產生的比例和積分作用才增大。因為是事后調節動態指標不會很理想。而微分作用可以在產生誤差之前一發現有產生誤差的趨勢就開始調節，是提前控制，所以及時性更好，可以最大限度地減少動態誤差，使整體效果更好。但微分作用只能作為比例和積分控制的一種補充，不能起主導作用，微分作用不能太強，太強也會引起系統不穩定，產生振蕩，微分作用只能在P和I調好后再由小往大調，一點一點試著加上去。3. PID綜合調試比例作用，積分作用和微分作用的關系是：比例作用是主要調節作用，起主導作用。積分作用是輔助調節作用；微分作用是補償作用。在實際調試時可按以下步驟進行。1) 關掉積分作用和微分作用，先調P。即令I3600秒，D = 0秒，將P由大往小調以達到能快速響應，又不產生振蕩為好。并需結合量程進行定量估算。2) P調好后再調I，I由大往

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