模拟量及PID
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模拟量闭环控制一般用PID。
需要较好的动态品质和较高的稳态精度时,可以选用PI控制方式;控制对象的惯性滞后较大时,应选择PID控制方式。
各部分的作用如下:
在P,I,D这三种控制作用中,比例部分与误差信号在时间上是一致的,只要误差一出现,比例部分就能及时地产生与误差成正比的调节作用,具有调节及时的特点。
比例系数KC越大,比例调节作用越强,系统的稳态精度越高;但是对于大多数系统,KC过大会使系统的输出量振荡加剧,稳定性降低。
控制器中的积分作用与当前误差的大小和误差的历史情况都有关系,只要误差不为零,控制器的输出就会因积分作用而不断变化,一直要到误差消失,系统处于稳定状态时,积分部分才不再变化,因此积分部分可以消除稳态误差,提高控制精度。
但是积分作用的动作缓慢,可能给系统的动态稳定性带来不良影响,因此很少单独使用。
积分时间常数TI增大时,积分作用减弱,系统的动态性能(稳定性)可能有所改善,但是消除稳态误差的速度减慢。
根据误差变化的速度(即误差的微分),微分部分提前给出较大的调节作用。
微分部分反映了系统变化的趋势,它较比例调节更为及时,所以微分部分具有超前和预测的特点。
微分时间常数增大时,超调量减小,动态性能得到改善,但是抑制高频干扰的能力下降。
2、PID 算法的两种表达形式及各自的特点。
答:①位置型算式:u(n)=Kp{e(n)+T/Ti ∑(n,i=0)e(j)+Td/T[e(n)-e(n-1)]}特点:计算机实现位置式算式不够方便,其D/A 转换器具有零阶保持器的作用。
②增量型算式: △u (n)=Kp{[e(n)-e(n-1)]+T/Tie(n)+Td/T[e(n)-2e (n-1)+e(n-2)]} u(n)=u(n-1)+△u(n)特点:釆用增量型算式计算u(n)的优点是编程简单,历史数据可以递推使用,占用存储单元少,运算速度快,但它仅仅是计算方法上的改进,并没有改变位置算式的本质。
3、PID 参数的自整定方法有哪些?答:①模型参数法:即在线辩识被控对象的模型参数,再利用这些模型参数来自整定PID 控制器的参数;②特征参数法:即抽取被控对象的某些技术参数,以其为依据自动整定PID 控制参数;③专家整定:即模仿人工自整定参数的推理决策过程,自动整定PID 控制参数。
3-1、简述用特征参数法进行PID 参数自整定的思路。
答:所谓特征参数法就是抽取控制对象的某些特征参数,以其为依据自动整定PID 控制参数,下面以釆用具有滞环的继电器非线性反馈控制系统为例说明,系统框图如下:首先通过人工控制使系统进入稳定工况,然后将整定开关S 接通T ,获得极限环,使被按量y 出现临界等幅振带。
其振带幅值勤a ,振荡周期即为临界周期Tu ,临界增益为Ku=4d /∏a ,一旦获得Tu 和Ku ,再查表即可得到PID 控制器的整定参数,最后整定开关S 接通A ,使PID 控制器投入正常运行。
3-2、简述用专家整定法进行PID 参数自整定的思路。
答:所谓专家整定法就是模仿人工整定参数的推理,决策过程,自整定PID 控制参数,其系系列整定规则,再对实时釆集的被控系统信息进行分析判断,然后自动选择某个整定规则,并将被控对象的响应曲线与控制目标曲线比较,反复调整比较直到满足控制目标为止。
模拟量PID参数调节模拟量PID参数调节PID就是比例微积分调节,具体你可以参照自动控制课程里有详细介绍!正作用与反作用在温控里就是当正作用时是加热,反作用是制冷控制。
PID控制简介目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。
智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。
自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。
一个控控制系统包括控制器﹑传感器﹑变送器﹑执行机构﹑输入输出接口。
控制器的输出经过输出接口﹑执行机构﹐加到被控系统上﹔控制系统的被控量﹐经过传感器﹐变送器﹐通过输入接口送到控制器。
不同的控制系统﹐其传感器﹑变送器﹑执行机构是不一样的。
比如压力控制系统要采用压力传感器。
电加热控制系统的传感器是温度传感器。
目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器(仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID 控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligentregulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。
有利用PI D控制实现的压力、温度、流量、液位控制器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现P ID控制的PC系统等等。
可编程控制器(PLC)是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet 相连,如Rockwell的PLC-5等。
还有可以实现PID控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix产品系列,它可以直接与ControlNet相连,利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统开环控制系统(open-loop controlsystem)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。
在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
5.Q:CJ1的PLC要PID控制,但要开关量输出,现只有一个模拟量输入模块和普通IO模块,如何做?
问题分类
PLC CJ1祝骏钦
A:只要CPU的版本在2.0以上,可以使用TPO指令来做,该指令是时间比例输出指令,可以把一个PID指令的输出,转换成一个脉冲输出到任意一个晶体管输出模块上的一点来执行。
在该指令的S(图中D00000)中设定输入字,在该指令的C中设定参数首字,设定范围,采样时间,输入类型和是否使用输出极限,C+1中设置控制周期,C+2,3是上下极限的设置,C+4,5,6是工作区,要留做系统使用该指令的
R中设定脉冲输出位。
S7-300的PID调节一.PID的应用场合PID调节(P比例,I积分,D微分):常用于需要用温度,液位,压力等闭环控制动作的场所。
常用的PID调节有三种:A.用温控等仪表进行调节,但是一般常规仪表只有一路PID控制通道,如果要实现多路PID控制,就需要很多仪表,成本过高,且不便于集中处理。
B.用PLC中的FB41/FB58块(模拟量输出控制,FB41/FB58 就相当于我们常规仪表里的控制器,FB58是专用于温度控制的块,但是占CPU 资源过大),需要用到的硬件为:1. PLC:CPU及模拟量输入输出模块;2. 传感器:接收压力,温度等信号;3. 变送器:将温度,压力等信号转换成电流或电压信号,依所用的模块可以取舍,例如如果PLC模拟量输入模块带有RTD模块(直接接热电阻信号)的功能,温度变送器可以不用;4. 功率调节器(调压模块){必备}:接入模拟量输出模块,用模拟量输出的调节,调节电压大小,进行恒定的输出,控制被执行元件(例如加热器);5.加热/加压器:最后的执行元件,接在功率调节器上,用来升/降温度和压力等;简易结构如下图:C.对于无法用模拟量控制的硬件,比如冷却风扇的启停等,只能用开关量控制,可以用PID算法(PWM)控制固态继电器(SSR)的通断,实现对温度的控制(FB41联合FB43,或者FB41联合FB59或者FB58联合FB59使用,FB58,FB59是专用于温度调节的块,但是占用CPU资源过大)。
控制原理:温度传感器检测到传感器的温度信号,经温度变送器将温度值转换成4~20mA的电流信号,送入PLC AI模块。
PLC把这个测量信号经过标度变换与设定值比较得到偏差,经PID运算后,发出PWM控制信号,经PWM来控制固态继电器的通断,来间接调节加热元件等的通断,从而实现温度的连续控制。
需要的元器件:1.固态继电器:与方法B相比,是将B中的功率调节器换成了固态继电器;2.其他与B类似,如果PLC模拟量输入模块带有RTD模块(直接接热电阻信号)的功能,温度变送器可以不用;二.下面主要介绍方法B和C的原理和程序编写:二.1 方法B—用PLC中的FB41块(模拟量输出控制):PLC需要用到的块为:OB35,FB41,FC105(若用RTD模块接收温度可不用),FC106。